Sekundäre Pflanzenstoffe hemmen Biofilme und Quorum sensing

Die weltweit zunehmenden Bakterienresistenzen machen die Entwicklung neuer Strategien zur Bekämpfung der Keime erforderlich. Eine Möglichkeit sehen Forscher in der Hemmung der Produktion von Biofilmen und des bakteriellen Kommunikationssystems Quorum Sensing (QS). In einem aktuellen Review^[1] haben Wissenschaftler aus Kanada eine Reihe von sekundären Pflanzenstoffen identifiziert, die diese Prozesse hemmen können. Dazu zählen unter anderem Benzoate, Flavonoide, Isothiocyanate und Cumarine. So zeigen zum Beispiel Studien, dass die in Kapuzinerkresse und Meerrettich enthaltenen Isothiocyanate (Senföle) einen hemmenden Effekt auf das QS ausüben^[1-3]. Darüber hinaus wurde für diese Pflanzenstoffe auch eine antibakterielle und antiphlogistische Wirkung beobachtet^[4-12]. „Durch den dreifachen Wirkmechanismus können natürliche Senföle, die vor allem in den Pflanzen Kapuzinerkresse und Meerrettich vorkommen, eine sinnvolle Therapieoption bei unkomplizierten Harnwegs- und Atemwegsinfektionen darstellen. Der Vorteil liegt auf der Hand: Durch ihren Einsatz wird die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen vermieden“, erklärt Professor Uwe Frank, Freiburg.

Antimikrobielle Substanzen sind nahezu unwirksam bei Infektionen, die durch Biofilme produzierende Bakterien verursacht werden. Diese Bakterien sind in den gebildeten Biofilmen für Antibiotika nicht mehr erreichbar. So schützt sich zum Beispiel Pseudomonas aeruginosa, ein Erreger von Lungenentzündung und anderen Infektionen, durch die Produktion von Biofilmen vor Antibiotika. Diese Bildung lässt sich durch die Unterbrechung des bakteriellen Kommunikationssystems Quorum sensing (QS) verhindern.

Wissenschaftler der Universität Ottawa analysierten in ihrem aktuellen Review^[1] Studien mit sekundären Pflanzenstoffen, die diese Prozesse hemmen können. So haben zum Beispiel die darin aufgeführten Untersuchungen zur Wirksamkeit der Isothiocyanate auf Biofilme und QS gezeigt, dass die drei getesteten pflanzlichen Schwefelverbindungen Benzylisothiocyanat (in Kapuzinerkresse), Allylisothiocyanat und Phenylethylisothiocyanat (in Meerrettich) das bakterielle Kommunikationssystem hemmen können. Die stärkste Hemmung wurde für das Benzylisothiocyanat beobachtet, diese trat bereits in geringen Dosierungen auf (15 µg/ml)^[3].

Das Review berichtet weiter von einer Reduzierung der Biofilm-Bildung durch Allylisothiocyanate bei E.coli, C.violaceum, P.aeruginosa und L.monocytogenes. Allylisothiocyanat reduziert bei einer Dosierung von 5 µg/ml die QS-kontrollierte Violacein-Produktion bei C. violaceum um 70%. Die beobachtete Hemmung der Biofilm-Bildung betrug bei einer Dosierung von 1mg/ml bei L. monocytogenes 61%, bei P.aeruginosa 90% und bei E.coli 100%.

Zusätzlich zur Inhibierung von QS und Biofilm-Bildung belegen Stu-dien auch eine wachstumshemmende^[4-8] und antiphlogistische Wirkung^[9-12] der Isothiocyanate. In-vitro-Studien des Mikrobiologen Professor Uwe Frank, Freiburg,^[4,5] und aus den USA^[6] zeigten, dass die Senföle aus Kapuzinerkresse und Meerrettich eine ausgeprägte keimhemmende Wirkung gegen alle 13 untersuchten klinisch relevanten bakteriellen Erreger von Atemwegs-, Rachen- und Harnwegsinfektionen besitzen, sogar gegen Problemkeime wie MRSA, Vancomycin-resistente Enterokokken oder Penicillin-resistente Pneumokokken.

„Die klar definierten Inhaltsstoffe und die mehrfach nachgewiesenen pharmakologischen Wirkungen natürlicher und naturidentischer Isothiocyanate, wie sie vor allem in Kapuzinerkresse und Meerrettich vorkommen, sprechen für den Einsatz bei der anti-infektiven Therapie von unkomplizierten Harnwegs- und Atemwegsinfektionen“, so Frank. Prospektive Kohortenstudien an Erwachsenen und Kindern^[7,8] belegen, dass das Phytotherapeutikum bei akuter Bronchitis, akuter Sinusitis und akuten Harnwegsinfekten wirksam und gut verträglich ist. Aufgrund des multimodalen Wirkmechanismus ist bei Bakterien eine Resistenzentwicklung gegenüber den Isothiocyanaten nicht zu erwarten.

Literatur:
Die Quellen 1-12 können auf Wunsch unter folgendem Pressekontakt angefordert werden: