天然の抗酸化物質プテロスチルベンは、特にグラム陽性菌に有効な抗生物質である

Natural antioxidant pterostilbene as an effective antibiofilm agent, particularly for gram-positive cocci.

• E Vaňková
• M Paldrychová
• P Kašparová
• K Lokočová
• Z Kodeš
• O Maťátková
• I Kolouchová
• J Masák

抄録

プテロスチルベン（PTE）は、レスベラトロールのジメチル化アナログであり、主にVitis viniferaの葉や他の植物源に含まれており、その抗酸化活性でよく知られています。そのバイオアベイラビリティー、低い親水性、疎水性の生体膜を透過する能力により、抗菌剤であることが発見されました。PTEのこれらの特性は、微生物感染症の治療に使用する可能性を提供します。微生物の抗生物質耐性の出現は、バイオフィルムを形成する能力に起因していることが多く、抗生物質活性を有する新規物質が求められています。日和見病原性グラム陽性・グラム陰性菌および真菌を代表とする日和見病原性グラム陽性・グラム陰性菌および真菌を用いて、PTEおよび一般的に使用されている抗生物質であるエリスロマイシン、ポリミキシンBまたは抗マイシンアンホテリシンBの最小阻害濃度（MICおよびMIC）、最小バイオフィルム阻害濃度（MBICおよびMBIC）、最小バイオフィルム消去濃度（MBECおよびMBEC）を測定した。その結果，グラム陽性菌に対して最も顕著な抗生物質の作用が認められ，例えばStaphylococcus epidermididisの全菌株に対するPTEのMBECは25mg/Lであった。対照的に、抗生物質ＥＲＭは、ほとんどの場合で抗バイオフィルム活性を示さなかった。PTEのMBICおよびMBECによるグラム陽性コッカスバイオフィルムの細胞膜の透過性は、スピニングディスク共焦点顕微鏡を用いたLIVE/DEAD染色により確認された。その結果、PTEはグラム陽性球菌のバイオフィルム形成能力に有意な影響を与え、in vitroでは形成前のバイオフィルムを効果的に除去した。

Pterostilbene (PTE), a dimethylated analogue of resveratrol, mostly contained in Vitis vinifera leaves or in other plant sources is well-known for its antioxidant activity. Due to its bioavailability, low hydrophilicity and thus ability to penetrate hydrophobic biological membranes it was found to be an antimicrobial agent. These properties of PTE offer the possibility of its use in the treatment of microbial infections. The emergence of antibiotic resistance of microorganisms is often caused by their ability to form biofilm; new substances with antibiofilm activity are therefore sought. The representatives of opportunistic pathogenic gram-positive and gram-negative bacteria as well as fungi were used for the determination of minimum inhibitory concentrations (MIC and MIC), minimum biofilm inhibitory concentrations (MBIC and MBIC) and minimum biofilm eradication concentrations (MBEC and MBEC) of PTE and commonly used antibiotics erythromycin, polymyxin B or antimycotic amphotericin B. Total biofilm biomass was investigated by crystal violet staining, and the results were confirmed using microscopic techniques. The most significant antibiofilm action was proved for gram-positive cocci, e.g., MBEC of PTE for all strains of Staphylococcus epidermidis tested was 25 mg/L. By contrast, the antibiotic ERM did not exhibit antibiofilm activity in most cases. The permeabilization of cell membranes of gram-positive cocci biofilm by MBIC and MBEC of PTE was confirmed by LIVE/DEAD staining using spinning disc confocal microscopy. PTE significantly influenced the ability of gram-positive cocci to form biofilm and it effectively eradicated pre-formed biofilm in vitro; its potential for the treatment of biofilm-associated infections of Staphylococcus spp. or Enterococcus faecalis is thus apparent.