Antiadhäsive Eigenschaften von Polysacchariden aus Capsicum frutescens gegen Campylobacter jejuni

Fragestellung Infektionen durch Bakterien der Gattung Campylobacter stellen eine der häufigsten meldepflichtigen Erkrankungen in Deutschland dar. Das natürliche Reservoir der zoonotischen Bakterien ist der GI-Trakt von Tieren aus der Nahrungsmittelproduktion, insbesondere aus der Hühnermast. Die Übertragung auf den Menschen erfolgt meist über unzureichend gegartes Fleisch oder kontaminiertes Trinkwasser [1] [2]. Zur Prävention und Sanierung infizierter Tierbestände bieten sich Pflanzenextrakte und Naturstoffe an, da sie oft gleichzeitig mehrere Targets auf Pathogen- und Wirtsseite beeinflussen. Die vorliegende Studie untersucht primär antiadhäsive Naturstoffe, die den ersten Schritt einer Infektion, nämlich Erkennung der Wirtszelle durch das Bakterium sowie die nachfolgende Kolonisierung, verhindern [1].

Methodik Zur Durchführung eines breit angelegten Screenings wurde ein durchflusszytometrischer Adhäsionsassay entwickelt, der im ersten Schritt C. jejuni (DSM 27585) mittels des Fluoreszenzfarbstoffes Carboxyfluoresceindiacetat-5/6-succinimidylester markiert [3]. Die so markierten Bakterien wurden mit den Testsubstanzen (1 mg/mL) und humanen Darmzellen (HT29 MTX- und Caco-2 Epithelzellen) coinkubiert. Die Adhäsion von C. jejuni an die Wirtszelle wird spezifisch über die resultierende Fluoreszenzintensität im Durchflusszytometer ermittelt.

Ergebnisse Innerhalb des Screenings erwiesen sich hydroethanolische Extrakte aus Cayennepfefferfrüchten (Capsici fructus Ph. Eur.) als antiadhäsiv wirksam (Inhibition der bakteriellen Adhäsion auf Caco-2 Zellen um 44 %). Die bakterielle Proliferation wird nicht beeinflusst, ein negativer Einfluss auf die Vitalität der eukaryotischen Wirtszellen wird nicht beobachtet. In der Literatur sind bereits antiadhäsive Eigenschaften von ethanolischem Chili-Extrakt beschrieben [3]. Die antiadhäsive Wirkung konnte nicht den Capsaicinoiden oder Carotinoiden aus den Früchten zugeordnet werden. Im Rahmen einer Bioassay-geleiteten Fraktionierung fand sich die antiadhäsive Wirkung in der Polysaccharidfraktion (CPS), die eine Inhibition der Adhäsion von 33 % an Caco-2 Zellen bzw. 13 % an HT29 MTX Zellen gegenüber der unbehandelten Kontrolle ergab. Die Fraktionierung der CPS an DEAE-Sephacel^® resultierte in 5 Fraktionen (CPS I–V), die im Rahmen von detaillierten Struktur-Wirkungs-Beziehungen sowie hinsichtlich der Beeinflussung der molekularen Targets, die für die bakterielle Adhäsion verantwortlich sind, charakterisiert werden.

Schlussfolgerung Die vorliegenden Daten deuten auf eine mögliche präventive Nutzung von Capsicum-Extrakten in der Tierproduktion zur Verringerung der Tierbelastung mit Campylobacter hin.

Publication History

Article published online:
22 June 2021

• Literatur

• 1 Kreling V. et al. Appl Biochem Microbiol 2020; 104: 10409-10436
• 2 Robert Koch-Institut. . Epid Bull 2018; 23: 1-8
• 3 Day C. et al. PLoS ONE 2009; 4: e4927
• 4 Bensch K. et al. Phytother Res 2011; 25: 1125-1130