2.3.2.1 Antibakterielle Wirksamkeit

Isothiocyanate zeigen ein breites antimikrobielles Spektrum. Im Rahmen einer experimentellen Untersuchung der Universität Freiburg konnte eine ausgeprägte antimikrobielle Wirksamkeit der untersuchten Isothiocyanate (Mischung aus Benzylisothiocyanat, Allylisothiocynat und 2-Phenylethylisotiocyanat) gegenüber dreizehn klinisch relevanten Erregern von Atemwegs- und Harnwegsinfektionen festgestellt werden. Dazu zählten auch multiresistente Keime wie Klebsiella pneumoniae, EBSL-bildende Spezies und MRSA. [29]

Bei Atemwegsinfektionen ist die ausgeprägte Wirkung gegenüber den folgenden klinisch relevanten Keimen besonders relevant:

  • Haemophilus influenzae
  • Moraxella catarrhalis
  • Streptococcus pneumoniae
  • Streptococcus pyogenes
  • Pseudomonas aeruginosa

Die Untersuchungen zeigten zudem, dass aus der Kombination der beiden Arzneidrogen im Vergleich mit den einzelnen Komponenten ein erweitertes Wirkspektrum resultiert. [25]–[29]

MHK90 = Minimale Hemmkonzentration für 90 % der getesteten Stämme, MBK90 = Minimale bakterizide Konzentration für 90 % der getesteten Stämme
1 ESBL = extended spectrum beta-lactamase
2 Resistenz gegenüber ≥ zwei der folgenden Antibiotika: Ceftazidim, Ciprofloxacin, Gentamicin, Imipenem, Piperacillin
3 Pluronic® F127 wurde verwendet, um die Isothiocyanate zu lösen

In Untersuchungen zu bakteriellen Biofilmen stellte sich zudem heraus, dass die Schwefelverbindungen Benzylisothiocyanat, Allylisothiocyanat und Phenylethylisothiocyanat das bakterielle Kommunikationssystem Quorum sensing (QS) und dadurch die Bildung von Biofilmen bzw. die metabolische Aktivität innerhalb eines reifen Biofilms hemmen. Die Isothiocyanate hemmen unter anderem die Bildung von N-Acyl-Homoserin-Lacton, einem Signalmolekül der interbakteriellen Kommunikation. Es war zudem ein direkter inhibitorischer Effekt auf das Bakterienwachstum innerhalb der Biofilme zu beobachten. [30]–[32]

In einer aktuellen Studie fanden die Forscher heraus, dass die Isothiocyanate sowohl die Entwicklung als auch die metabolische Aktivität in reifen Biofilmen von Pseudomonas aeruginosa inhibierten. Pseudomonas aeruginosa bereitet als einer der häufigsten Erreger nosokomialer Infektionen der Atemwege und ableitenden Harnwege zunehmend Probleme im klinischen Bereich. Es zeigten sich synergistische Effekte, wenn die Isothiocyanate aus Kapuzinerkresse und Meerrettich kombiniert wurden. [32]

Biofilme stellen ein Problem dar, wenn eine Infektion chronisch ist oder Fremdmaterialien, wie z. B. Katheter, in den Körper eingebracht werden. In Biofilmen können die organisierten Erreger nur schwer durch Antibiotika eradikiert werden, da die Bakterien sich durch die Matrix, die Bedingungen innerhalb der Matrix (pH-Wert etc.), Resistenzgene und Persister (metabolisch inaktive Zellen) schützen. [40]