Candida-albicans-Infektion

JATROS
Infektiologie 1 I 2008
In-vivo-Wirksamkeit von Akacid
Candida-albicans-Infektion
A. Georgopoulos, Wien
Der folgende Beitrag von der Medizinischen Universität Wien zeigt die In-vivo-Wirksamkeit von Akacid in
experimenteller Hautinfektion mit Candida albicans.
Einleitung
Hautinfektionen durch Hefepilze wie
Candida albicans zählen zu den häufigsten Pilzinfektionen und treten sowohl bei
Gesunden als auch bei immunsupprimierten Patienten auf.1 Zur Therapie
oberflächlicher Mykosen werden Antimykotika in Form von Cremen, Lotionen
oder Sprays angewendet, welche leicht
ins Stratum corneum eindringen können,
um dort den Pilz abzutöten oder zumindest sein Wachstum zu hemmen.2 Azole
wie Clotrimazol, die häufig bei dieser Art
von Infektionen eingesetzt werden, haben nur fungistatische Wirksamkeit. Sie
blockieren das Wachstum der Pilze durch
Veränderung der Permeabilität der Zellmembran. Falls die antimykotische Therapie mit Azolen zu früh beendet wird,
kann die Pilzinfektion jedoch erneut auftreten.3
Das polymerische Guanidin Akacid,
poly-[2-(2-ethoxy)-ethoxyethyl)guanidium-chlorid] [C7H16ClN3O2]n (n=4–
5) (CAS Number:374572-91-5), ist ein
neues Mitglied der kationischen Familie
der polymerischen antimikrobiell wirksamen Substanzen.4 Aufgrund ihrer positiven Ladung weisen kationisch antimikrobiell wirksame Substanzen eine
hohe Bindungsaffinität zu den negativ
geladenen Zellwänden und Zellmembranen von Bakterien und Pilzen auf.
Durch Störung dieser Angriffspunkte
kommt es zu einer Herabsetzung der
Membranfluidität, Störung der osmoregulatorischen und physiologischen Zellfunktionen, zum Auftreten von hydroI 10
philen Poren in der Phospholipidmembran und schließlich zur Lyse der Zielzelle.5 Frühere Untersuchungen im
Quantitativen Suspensionstest Europäische Norm EN 1650 zeigten, dass Akacid ab einer Konzentration von ≥0,1%
und einer Einwirkzeit von 60 Minuten
fungizid gegenüber Candida albicans
ATCC 10231 wirkt (A. Buxbaum, C.
Kratzer, W. Graninger, and A. Georgopoulos, Abstr. 15th European Congress
Clin. Microbiol. Infect. Dis., abstr.
P1556, p. 506, 2005). Nach topischer
Applikation wird Akacid kaum absorbiert
und akkumuliert im Stratum corneum.
Ziel der vorliegenden Studie war es, die
In-vivo-Wirksamkeit von Akacid in
einem Tiermodell mit kutaner Candidose
durch Candida albicans zu evaluieren.
Für den Tierversuch wurden Meerschweinchen ausgewählt, da ihre Haut
sehr empfänglich für kutane Candidose
ist.6 Eine neue Substanz, die in diesem
Modell in der Lage ist, eine Pilzinfektion
abzuschwächen oder zu heilen, könnte
auch beim Menschen wirksam sein.
Material und Methoden
Akacid als 25%ige Stocklösung wurde
von PoC Produktions GmbH, Wien, erworben und in der Salbengrundlage Ultrasicc zu den Testkonzentrationen 0,1%,
0,5% und 2% verdünnt. Einprozentige
Clotrimazol-Creme (Canesten®) wurde
als Referenzsubstanz eingesetzt. Als Teststamm für die experimentelle Hautinfektion wurde Candida albicans ATCC
90029 auf Sabouraud Dextrose Agarplat-
ten für 48 Stunden bei 30°C angezüchtet. Einzelne Kolonien wurden anschließend in Sabouraud-Flüssigmedium überimpft und für 48 Stunden bei 30°C inkubiert.
Männliche und weibliche Him: DunkinHartley-Meerschweinchen mit einem
durchschnittlichen Gewicht von 400g
wurden als Versuchstiere ausgewählt. Der
Rücken der Versuchstiere wurde rasiert
und mit einem eiskalten 4cm2 im Durchmesser haltenden Eisenstempel, welcher
zuvor in flüssigen Stickstoff getaucht
worden war, irritiert. Der Eisenstempel
wurde sowohl an der rechten sowie linken Seite für jeweils fünf Sekunden appliziert. Im Bereich jeder irritierten Stelle
wurden 0,1ml Pilzsuspension mit einer
Keimzahl von 2x107 KBE/ml aufgebracht. Jedes Tier hatte insgesamt 4 infizierte Areale. Placebo (Ultrasicc alleine),
Test- und Standardsubstanzen (0,2g pro
Lokus) wurden lokal 3 x täglich für
einen Zeitraum von 7 Tagen appliziert.
16 Läsionen pro Therapiegruppe wurden behandelt, 5 unterschiedliche Therapiegruppen wurden im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollgruppe getestet. Am 8. Tag nach der Infektion wurden
die
Versuchstiere
mittels
Anästhesieüberdosis getötet, eine 5mm2
große Hautbiopsie wurde von jeder infizierten Läsion entnommen, abgewogen
und in 1ml steriler Neutralisationslösung, welche als Komponenten 3% Saponin; 3% Polysorbat 80; 0,1% Histidin
und 0,1% Cystein enthält,7 homogenisiert. Das Homogenat wurde in Neutrauniversimed.com
| referat
lisierungslösung verdünnt und auf Sabouraud Dextrose Agar ergänzt mit
Neutralisierungssubstanzen aufgetropft, und bei 30°C für 48 bis 72
Stunden inkubiert. Das Vorliegen von
Candida albicans wurde durch Kultivierung auf CHROM-Agar für 48
Stunden bei 37°C bestätigt.
auf. Daher werden im Tiermodell die
Meerschweinchen üblicherweise mit
Prednisolon6, 8–9 oder Cyclophosphamid10 immunsupprimiert, wohingegen in unserer experimentellen Studie keine Immunsuppressiva eingesetzt wurden. Analog zur experimentellen Hautinfektion mit methicillinresistentem Staphylococcus aureus11 wurde die Integrität der Hautoberfläche durch Applikation eines eiskalten Eisenstempels, welcher zuvor
in flüssigen Stickstoff getaucht wurde,
durchbrochen und damit das Eindringen von Candida albicans ins
Stratum corneum erleichtert. Fünf
Tage nach der initialen Infektion
zeigten sich bei allen Tieren typische
Zeichen einer kutanen Candidose mit
Rötung und Erosionen bedeckt mit
weißlichen Belägen und Krusten. Eine
Limitation der Studie war jedoch, dass
auch bei den unbehandelten Kontrollen nur relativ niedrige Keimzahlen
(104–105 CFU/g Gewebe) nachweisbar waren.
Ergebnisse
Einen Tag nach der initialen Infektion zeigten alle Tiere eine scharf be- Abb. 1a: Klinisches Bild der unbehandelten Hautläsionen
grenzte Rötung im Bereich der infi- 8 Tage nach der initialen Infektion
zierten Läsionen. Vom 5.–8. Tag nach
der initialen Infektion waren die unbehandelten erythematösen Stellen
mit weißlichen Belägen und Krusten
bedeckt (Abb. 1a). Tabelle 1 und Abbildung 2 zeigen die dosisabhängige
Wirksamkeit von Akacid im Vergleich zu Clotrimazol-Creme nach
einem Behandlungszeitraum von sieben Tagen. Unbehandelte Läsionen
wiesen eine Keimzahl von 1,5x10 47,0x105 KBE/g Gewebe auf. Eine
Behandlung mit Placebo alleine hatte
keinen Einfluss auf das Bestehen der Abb. 1b: Abheilung der Hautläsionen, welche mit 0,5% Die Behandlung der infizierten LäsiAkacid behandelt wurden, 8 Tage nach der initialen
Pilzinfektion, da in allen Läsionen Infektion
onen mit Akacid bzw. Clotrimazol reCandida albicans in einer Keimzahl
sultierte in einer Abheilung der gerövon 1,0x104–6,3x105 nachweisbar war. Creme (p=0,002). Wie dargestellt in teten Areale innerhalb von 7 Tagen und
Im Vergleich zur unbehandelten Kon- Abbildung 1b erreichte Akacid 0,5% einer signifikanten Reduktion der Keimtrolle und zur Placebogruppe erreichten Creme eine klinische Abheilung der in- zahl von Candida albicans durch ClotriAkacid in einer Dosierung von 0,5% fizierten Läsionen.
mazol 1% und Akacid-Creme in einer
oder 2% sowie 1%ige Clotrimazol-Creme
Dosierung ≥0,5%.
eine signifikante Reduktion der Lebend- Diskussion
keimzahl pro Läsion (p≤0,001). Akacid
Im Gegensatz zu Clotrimazol ist Akacid
2% Creme erzielte die höchste mykolo- In der vorliegenden Studie wurde die an- eine fungizid wirksame Substanz. Gegengische Eradikationsrate mit 75%, gefolgt timykotische Wirksamkeit von Akacid- über fungistatisch wirksamen Antimykovon 0,5% Akacid mit 62,5% und 1% Creme in experimenteller Hautinfektion tika wie Azolen kann es rasch zu einer
Clotrimazol mit 56%. Akacid 0,5% war mit Candida albicans untersucht. Kutane Resistenzentwicklung kommen. Clotrivergleichbar mit Clotrimazol 1% Creme Candidose tritt in erster Linie bei Pati- mazol-resistente Candida albicans wurund deutlich effektiver als Akacid 0,1% enten mit geschwächtem Immunsystem den bereits bei HIV-infizierten Kindern
Kulturergebnisse
Therapiegruppe
Unbehandelt
Anzahl an
Lebendkeimzahl (KBE/g Gewebe)
positiven
Kulturen
negativen
Kulturen
Bereich
Medianwert
90. Perzentile
16
0
1,5×104–7,0×105
7,3×104
3,6×105
6,7×104
2,5×105
Placebo
16
0
1,0×104–6,3×105
Clotrimazol 1%
7
9
<5,0×102–1,0×105
<5,0×102
6,7×104
2,3×104
2,2×105
Akacid 0,1%
14
2
<5,0×102–2,5×105
Akacid 0,5%
6
10
<5,0×102–8,0×104
<5,0×102
4,9×104
12
<5,0×102–1,4×104
<5,0×102
4,4×103
Akacid 2%
4
Tab. 1: Kulturergebnisse der experimentellen Hautinfektion mit Candida albicans ATCC 90029 nach der Behandlung mit Akacid-Creme in einer Dosierung
von 0,1%, 0,5% und 2% oder Clotrimazol 1% Creme im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle und Placebo
universimed.com
11 I
| referat
Infektiologie 1 I 2008
identifiziert.12 In In-vitro-Tests konnte
keine Resistenzentwicklung gegenüber
dem Akacid-Nachfolger Akacid plus gegenüber unterschiedlichen Candidaspezies induziert werden.13 Daher ist die
Entwicklung von neuen fungizid wirksamen Antimykotika von besonderer Bedeutung. Die Ergebnisse der vorliegenden
Studie zeigen, dass Akacid-Creme eine
wirksame Substanz in der Behandlung
von Hautinfektionen durch Candida albicans sein könnte. Zusätzliche Untersuchungen betreffend die Sicherheit, den
Wirkmechanismus, die optimale Therapiedauer und die optimale Salbengrundlage müssen in Zukunft noch folgen, um
die Bedeutung von Akacid in der Behandlung von Pilzinfektionen zu klären.
Zusammenfassung
Akacid-Konzentration
80
70
Negative Kulturen (%)
JATROS
60
50
40
30
20
10
0
0
1
10
Akacid-Konzentration
Abb. 2: Log-Dosis-Log-Effekt-Kurve von Akacid
Das polymerische Guanidin Akacid,
poly-[2-(2-ethoxy)-ethoxyethyl)guanidium-chlorid], ist ein neues Mitglied der
Familie der kationisch antimikrobiell
wirksamen Substanzen. Es zeigt breite Invitro-Aktivität gegenüber Bakterien und
Pilzen. In der vorliegenden Studie wurde
die antifungale Wirksamkeit von Akacid
gegenüber Candida albicans in einem experimentellen Hautmodell an Meerschweinchen untersucht. Die In-vivoWirksamkeit von Akacid-Creme in den
Dosierungen von 0,1%, 0,5% und 2%
wurde im Vergleich zu 1%iger Clotrimazol-Creme getestet. Der Rücken der
Meerschweinchen wurde rasiert, irritiert
und auf jede Läsion wurden 0,1ml Pilzsuspension (2x107 KBE/ml) aufgebracht.
Placebo (Salbengrundlage), Test- und
Vergleichssubstanzen wurden lokal dreimal täglich für einen Zeitraum von sieben Tagen verabreicht.
Sechzehn Läsionen pro Therapiegruppe
wurden behandelt. Quantitative Kulturen
der infizierten Läsionen in Neutralisierungslösung wurden einen Tag nach Ende
der Therapie hergestellt. Zweiprozentige
Akacid-Creme erreichte die höchste Eradikationsrate von Candida albicans in
75%. 0,5%ige Akacid-Creme war vergleichbar mit 1% Clotrimazol-Creme
(62,5% versus 56%). Diese Ergebnisse
zeigen, dass Akacid-Creme eine wirksame
Substanz in der Behandlung von Hautinfektionen durch Candida albicans sein
könnte.
I 12
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Tobudic S: Vergleichende Wirksamkeit von Akacid plus in vitro gegenüber Sprosspilzen, Dermatophyten und Schimmelpilzen und Akacid bei experimenteller Hautinfektion. Medizinische Universität Wien 2005
N
Autoren:
Christina Kratzer,1 Selma Tobudic,1 Aggeliki
Kouloumvaki,1 Karin Macfelda,2 Astrid
Buxbaum,1 Wolfgang Graninger,1 and
Apostolos Georgopoulos1*
1Universitätsklinik
für Innere Medizin I,
Klinische Abteilung für Infektionen
und Tropenmedizin,2
Abteilung für Biomedizinische Forschung
Medizinische Universität Wien,
Währinger Gürtel 18–20,
1090 Wien, Österreich
*Korrespondierender Autor:
Prof. DDr. A. Georgopoulos
Universitätsklinik für Innere Medizin I,
Klinische Abteilung für Infektionen und
Tropenmedizin, Medizinische Universität Wien,
Währinger Gürtel 18–20,
1090 Wien, Österreich
E-Mail:
[email protected]
inf080110
universimed.com