Mittels Ultraschall hergestellte Parabiotika zur Bekämpfung von Mundkrankheiten
Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die oft als „nützliche“ oder „gute“ Bakterien bezeichnet werden und dazu beitragen können, die Verdauungsgesundheit zu unterstützen und ein ausgewogenes Darmmikrobiom zu erhalten. Probiotika werden angesichts ihres Potenzials, das allgemeine Wohlbefinden zu verbessern, in verschiedenen medizinischen Bereichen eingesetzt, um den Darm nach einer Antibiotikabehandlung wieder mit kommensalen Bakterien zu besiedeln und das Immunsystem zu stärken, indem sie direkt mit pathogenen Mikroorganismen konkurrieren. Trotz des vielversprechenden gesundheitlichen Nutzens von Probiotika haben technische Probleme im Zusammenhang mit der Kontrolle ihrer Lebensfähigkeit den Einsatz in medizinischen Anwendungen behindert. Um die mit der Erhaltung lebensfähiger probiotischer Bakterien verbundenen Hürden zu überwinden, besteht ein wachsendes Interesse an inaktivierten Probiotika und verwandten Produkten.
Herstellung inaktivierter Probiotika
Parabiotika sind inaktivierte Probiotika, die in der Regel durch Hitzetechniken hergestellt werden und sich in der Medizin als gesundheitsfördernd erwiesen haben. Das EU-finanzierte Projekt INPAROL zielte auf die Einführung der Ultraschalltechnologie zur kontrollierteren Herstellung von Parabiotika für die Zahngesundheit ab. „Die Ultraschalltechnologie kann aufgrund ihrer vielfältigen und einstellbaren Parameter für verschiedene Anwendungen von der Bildgebung bis zur Desinfektion eingesetzt werden“, erklärt die Forschungsstipendiatin Cher Farrugia. Der Schwerpunkt der Arbeit lag auf Lactobacillus rhamnosus und Lactobacillus reuteri, zwei Stämme von Probiotika, deren positive Auswirkungen auf die Gesundheit bekannt sind. Farrugia und ihr Team testeten verschiedene Kombinationen dieser Bakterienstämme und mehrere Protokolle zur Herstellung von Parabiotika mittels Ultraschall. Eine 15-minütige Behandlung mit Ultraschall reichte aus, um Bakterien abzutöten und Parabiotika zu bilden.
Welche Wirkung hat Ultraschall auf Probiotika?
Mithilfe der Rasterelektronenmikroskopie untersuchte das Team die physikalischen zellulären Veränderungen, die nach der Behandlung der Probiotika auftreten. Sie beobachteten eine fortschreitende Zerstörung der Bakterienmembran mit zunehmender Dauer der Ultraschallbehandlung. Interessanterweise war die hemmende Wirkung des Parabiotikums auf orale Mikroorganismen umso geringer, je länger die Behandlung dauerte. Dies veranlasste das Team zu einer weiteren Untersuchung des Überstands nach der Behandlung mithilfe der Proteomik, die das Vorhandensein von Bakterienmembrananteilen bestätigte. Die Forschenden setzten auch Modellierungstechniken ein, um die Wachstumsmuster der Mikroorganismen zu testen, die verschiedenen Konzentrationen des gefilterten Überstandes ausgesetzt waren.
Ein Blick in die Zukunft von Probiotika und Parabiotika
Die Einhaltung der Mundhygiene ist für die Vorbeugung von Karies und Parodontitis von größter Bedeutung, und es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Mundbakterien eine Rolle bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen spielen. Die Anwendung von Probiotika in der Zahnmedizin zur Bekämpfung von Mundbakterien ist jedoch begrenzt. Mit INPAROL soll das geändert werden, indem die Ultraschalltechnologie als Mittel zur Herstellung von Parabiotika eingeführt und wertvolle Einblicke in den Prozess und sein Ergebnis bereitgestellt werden. Wichtig ist, dass das Projekt konkrete Belege für das Potenzial von Parabiotika zur Bekämpfung von mit Mundkrankheiten verbundenen Bakterien liefert. Die Ergebnisse sind für verschiedene Interessengruppen auf dem wachsenden Gebiet der Probiotika und der damit verbundenen Produkte von Bedeutung. „Dieser bahnbrechende Ansatz verspricht nicht nur eine Erweiterung der Behandlungs- und Präventionsmöglichkeiten im Bereich der Mundgesundheit, sondern hat auch potenzielle Auswirkungen auf andere medizinische sowie lebensmittelwissenschaftliche Anwendungen und darüber hinaus“, unterstreicht Farrugia. Die Ergebnisse von INPAROL wurden der Öffentlichkeit durch eine Reihe von Maßnahmen bekannt gemacht, darunter ein Radiointerview in einer wöchentlichen Wissenschaftssendung und ein Zeitungsartikel über die Rolle des Mundmikrobioms.
Schlüsselbegriffe
INPAROL, Probiotika, Zahngesundheit, Mundbakterien, Parabiotika, Ultraschalltechnologie
