Text

Zielsetzung und Fragestellung: Trotz hoch standardisierter Therapieleitlinien gegen periprothetische (PPI) und Implantat-assoziierte Infektionen entstehen häufig langwierige und komplizierte Verläufe mit mehrfachen Revisionen. Das steigert die Gefahr einer nicht zu beherrschenden Situation enorm. Humane Milcholigosaccharide (HMOs) , als Bestandteile von Muttermilchkohlenhydraten (Kh) zeigen eine hohe Anti-Biofilmwirksamkeit gegenüber Staphylokokken. In dieser Untersuchung wurde der Unterschied einer Anti-Biofilmwirkung in-vitro zw. steril und unsteril gefilterten HMOs, sowie die Hemmung der Bakterienproliferation getestet. Untersuchungen zu anti-Invasionsfähigkeit von HMOs sind in der Durchführung.

Material und Methoden: Es erfolgte die Testung der Biofilm-Aktivität über Kristall-Violet-Färbung 0,01% mit den mit 50/50 aufgesättigten HMO-Pulver in 5%, 7%, 9% und 11%- TSB-Lösungen in einer 96-Well-Platte. Nach Verarbeitung mit und ohne Filter wurde der Platteninhalt über einen 595 nm Phomo Plate Reader ausgelesen. Des Weiteren erfolgte die Biofilm-Untersuchung von jeweils 5 Titan-Plättchen in den Stück-Größen 30x20x3 mm. Dabei wurden die Plättchen mit den 5%, 7%, 9% und 11% KH-Konzentrationen (mit 80/20% HMO-Sättigung (natürliches Kh-Verhältnis und aufgesättigtem Verhältnis 50/50%) in TSB in Greiner-Röhrchen vorinkubiert und dann zusammen mit 40 μl log. S. aureus-Kultur in jeweils 3.960 μl KH-TSB/TSB-Medium (1:100) in Greiner-Röhrchen für ca. 4 Tage inkubiert. Nachfolgend wurden die Platten gewaschen und mit Ultraschall behandelt und die Plättchen zum einen auf eine BHI-Platte gelegt und die Lösung einer Probe mit 100 μl auf eine BHI-Platte pipettiert. Zusätzlich wurde eine Wachstumskurvenbestimmungen von S. aureus EDCC 5055 am TECAN-Messgerät durchgeführt. Hierzu wurden Übernachtkulturen hergestellt, welche in 1:1.000 Verdünnung mit den HMO-Lösungen verbunden wurden jeweils 200 µl der Test-Lösungen und Kontroll-Lösungen werden 3fach in eine 96-well Tecan Mikrotiterplatte nach Pipettierschema pipettiert.

Ergebnisse: Es zeigte sich insgesamt eine deutlich signifikante Biofilmreduktion durch die 50/50 aufgesättigten humanen Milcholigosaccharide von 85–95% in allen Konzentrationen von 5% bis 11%. Ein signifikanter Unterschied zwischen den gefilterten und nicht gefilterten Lösungen konnte nicht gefunden werden. Die Analyse der antibakteriellen Aktivität bei Titan-Plättchen zeigte eine tendenzielle Reduktion der Bakterienanzahl mit Steigerung der HMO-Lösungskonzentration von 5% bis 11%. Bezüglich der Wachstumskurven zeigte sich ein signifikant abgeflachtes Bakterienwachstum innerhalb von 24 h in der steril filtrierten HMO-Gruppe in den Konzentrationen 7–11%.

Diskussion und Schlussfolgerung: Die Untersuchung von HMOs zeigt eine Anti-Biofilm-Wirksamkeit, sowie eine parallel dazu bestehende bakterielle Hemmfunktion gegen das Wachstum von Staphylokokken. Die potentielle zusätzliche Nutzung bei Implantat-assoziierten Infektionen in Kombination mit Antibiotika könnte eine alternative Therapieform darstellen. Weitere Untersuchungen, sowie die Verbesserung der Methodik bzgl. der Implantatversuche werden durchgeführt, sowie Untersuchungen, welche die Hemmfunktion von Zellinvasion analysieren noch ausstehend.