Zimtaldehyd und Eugenol gegen Candida: In-vitro-Studie

Das Hauptergebnis ist, dass Zimtaldehyd und Eugenol die aktivsten Verbindungen im untersuchten System waren. Beide hemmten alle 18 Stämme. Für Zimtaldehyd betrug die durchschnittliche wachstumsfreie Zone um die Scheibe 69 mm, die mittlere MHK 50,05 mg/L und die minimale fungizide Konzentration, oder MFC, 109,26 mg/L. Die MFC gibt die Menge an, die erforderlich ist, um im anschließenden Test kein Pilzwachstum mehr festzustellen. Für Eugenol lagen die Durchschnittswerte bei 35,2 mm, 455,42 mg/L und 690,09 mg/L.

Bei dem für den Zeitverlaufstest ausgewählten Stamm von Candida albicans eliminierte Eugenol die lebensfähigen Zellen innerhalb einer Stunde und Zimtaldehyd innerhalb von vier Stunden. Zusammen ergaben 20,48 mg/L Zimtaldehyd und 41,40 mg/L Eugenol einen FICI von 0,625. Da ein FICI zwischen 0,5 und 1 auf eine Additivität hinweist, zeigt der Wert, dass die Dosen im Modell reduziert werden konnten, während die Hemmwirkung erhalten blieb. Eine Synergie im engeren Sinne, die von den Autoren als ein FICI von 0,5 oder weniger definiert wird, konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Alpha-Pinen wies eine geringere Aktivität auf; Limonen und Eukalyptol lieferten keine vergleichbaren Ergebnisse.

Die Forschung ist relevant, da sie eine präzise experimentelle Fragestellung adressiert: Können mehrere aromatische Komponenten eine andere antimykotische Wirkung aufweisen als isolierte Substanzen? Die Antwort beschränkt sich hier auf Kulturen: Die Kombination aus Zimtaldehyd und Eugenol zeigte einen additiven Effekt gegen den im Kombinationstest verwendeten Stamm. Dies stützt die Annahme, dass die chemische Zusammensetzung einer Mischung eine Rolle spielen kann, ohne dass dies jedoch als Nachweis für eine Behandlungsmethode dient.

Diese Erkenntnis lässt sich mit einem möglichen biologischen Prozess in Verbindung bringen: Wenn die Membran der Hefe ihre Integrität verliert oder sich die Verfügbarkeit von Ergosterin – einem essenziellen Molekül für die Struktur der Pilzmembran – verändert, kann die Zelle interne Bestandteile verlieren und sich nicht mehr vermehren. Unabhängige Studien haben diesen Vorgang an Candida-Modellen untersucht [1]. Es bleibt jedoch notwendig, zwischen einem im Reagenzglas gemessenen Signal und einer Wirkung in menschlichem Gewebe zu unterscheiden, wo Absorption, Stoffwechsel, lokale Reizungen und die Immunantwort den Kontext grundlegend verändern.

Dies ist eine in vitro-Studie, das heißt, sie wurde an im Labor kultivierten Mikroorganismen durchgeführt. Sie schließt keine Menschen ein, vergleicht keine Therapie mit einem Placebo und misst weder Heilung, Rückfälle, Symptome noch klinische Sicherheit. Daher lässt sie nicht den Schluss zu, dass die Mischung intestinale, vaginale, orale oder invasive Candidosen verhindert oder heilt.

Der Kombinationstest wurde am Stamm 15 von Candida albicans durchgeführt; es handelt sich also nicht um einen identischen Nachweis für alle Arten und Stämme. Zudem wurden die Tests in Duplikaten durchgeführt, was die Präzision der Schätzungen einschränkt. Das Ausbleiben einer Wirkung auf Lactobacillus acidophilus bei den getesteten Konzentrationen ist ein positives vorläufiges Signal im Modell, jedoch kein Beweis für eine Selektivität im menschlichen Mikrobiota. Schließlich war die Wirkung der Mischung additiv und nicht synergistisch: Diese Begriffe als gleichwertig zu verwenden, würde das Ergebnis stärker darstellen, als es von den Autoren berichtet wurde.

Ein erster Aspekt betrifft die Pilzmembran. Khan und Kollegen untersuchten in vitro einen Stamm von Candida albicans mittels Elektronenmikroskopie, Durchflusszytometrie und biochemischen Tests. Zimtaldehyd und Eugenol schädigten die Zellwand und die Membran und reduzierten bei der Hälfte ihrer jeweiligen MHK die Ergosterin-Biosynthese um 67,41 % bzw. 76,23 %. Das Ergebnis stützt den von Saracino postulierten Übergang von der molekularen Exposition zum Verlust der Zellintegrität; die Bestätigung ist mechanistischer Natur und moderat, basiert jedoch auf einem einzelnen Stamm und nicht auf einem menschlichen Organismus [1].

Eine zweite Studie untersuchte zwei Stämme von Candida albicans, einschließlich bereits gebildeter Biofilme, also anhaftender mikrobieller Gemeinschaften, die schwerer zu kontrollieren sind. Eugenol und Zimtaldehyd reduzierten den Biofilm und zeigten günstige Wechselwirkungen mit Fluconazol; die FICI-Werte gegen Biofilme variierten in spezifischen Vergleichen bis zu 0,14 für Eugenol und 0,312 für Zimtaldehyd. Dies verifiziert zwar nicht dieselbe Mischung wie in der Hauptstudie, bestätigt jedoch, dass beide Moleküle unter komplexeren experimentellen Bedingungen aktiv bleiben können. Die Einschränkung liegt im Fehlen klinischer Daten [2].

Alves und Kollegen bewerteten anschließend Zimtaldehyd gegen mehrere Candida-Arten, multispezifische Biofilme und menschliche Zellkulturen. Sie beobachteten eine fungizide und antibiofilmwirksame Aktivität; Computersimulationen deuteten auf mögliche Wechselwirkungen mit Proteinen hin, die an der Membran beteiligt sind. Dieser Nachweis ist für die Assoziation mit Eugenol indirekt: Das molekulare Docking zeigt lediglich an, dass ein Molekül in eine Proteinregion passen könnte, beweist jedoch nicht, dass die Bindung im Organismus tatsächlich stattfindet. Das Bestätigungsniveau bleibt daher experimentell [3].

Die Ergebnisse sind nicht bei allen Arten, Kombinationen und Modellen einheitlich. De Sousa und Kollegen untersuchten 24 Stämme von Candida auris in vitro. Eugenol und Zimtaldehyd zeigten eine fungizide Wirkung, doch die Kombination mit Itraconazol erwies sich entweder als antagonistisch oder zeigte keine erkennbare Wechselwirkung. Zudem war Zimtaldehyd in den Konzentrationen, die gegen den Hefepilz wirksam waren, für Vero-Zelllinien zytotoxisch, während dies bei Eugenol im selben System nicht der Fall war. Dies widerlegt nicht den von Saracino und Kollegen beobachteten additiven Effekt, zeigt jedoch, dass die Reaktion von der jeweiligen Wirkstoffkombination, der Pilzart und dem Zellmodell abhängt [4].

In einer späteren Studie an Biofilmen von Candidozyma auris reduzierten Eugenol und Zimtaldehyd die Biomasse bei den meisten klinischen Isolaten, doch die metabolische Aktivität nahm bei der Mehrheit der Isolate während der Behandlung zu. Die Autoren vermuteten, ohne dies jedoch endgültig zu beweisen, eine Heteroresistenz, also das Vorhandensein von Zelluntergruppen mit unterschiedlicher Empfindlichkeit. Diese Erkenntnis mahnt dazu, eine Reduzierung der Biomasse nicht mit einer vollständigen Inaktivierung des Biofilms gleichzusetzen. Es wurden keine direkt widersprüchlichen Belege gefunden, die hinreichend relevant für dieselbe Zimtaldehyd-Eugenol-Mischung gegen dieselben Stämme wären; dies beweist jedoch nicht das Fehlen gegenteiliger Ergebnisse [5].