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Der Wirkstoff Octenidin tötet Bakterien auch in Biofilmen ab

11. Juli 2016

Immer mehr Untersuchungen bestätigen die gute Wirksamkeit von Octenidin auch gegen Infektionserreger, die in Biofilmen eingebettet sind.

Dass der antimikrobielle Wirkstoff Octenidin eine Vielzahl von Keimen in kürzester Zeit abtötet, ist mittlerweile allen Anwendern bekannt, die Octenidin-haltige Präparate einsetzen. Nicht so selbstverständlich ist dagegen die Schlussfolgerung, dass diese Wirksamkeit auch auf Bakterien übertragen werden kann, die geschützt von äußeren Einflüssen in Biofilmen auf Oberflächen leben.

Nachdem bereits in der Vergangenheit vielversprechende Ergebnisse mit Biofilmen publiziert wurden, hat eine neue Publikation nun die gute Wirksamkeit von Octenidin auch gegen wichtige Gram-negative Infektionserreger in Biofilmen belegt.1 Die untersuchten Keime (d.h. Acinetobacter baumannii) sind bekannt dafür, auf Kathetern, Implantaten und anderen Oberflächen von Medizinprodukten Biofilme auszubilden und bei Patienten lebensbedrohliche Infektionen auszulösen.

Biofilme im medizinischen Umfeld stellen ein hohes Infektionsrisiko für Patienten dar. Biofilm-assoziierte Infektionen sind häufig chronischer Natur und besonders dann schwer zu bekämpfen, wenn multiresistente Erreger (MRE) an diesen Biofilmen beteiligt sind.2 So sind Keime, die in Biofilmen leben, durch ihre extrazellulären Substanzen geschützt und nur noch begrenzt durch antimikrobielle Substanzen zugänglich und damit abzutöten.

Umso wichtiger ist es, dass Octenidin diesen Nachteil offensichtlich nicht aufweist. Bereits eine 0,6 %ige Octenidin-Lösung war in der aktuellen Untersuchung in der Lage, einen Biofilm von A. baumannii auf Polystyrol bzw. Edelstahl nach 5 Minuten Kontaktzeit um mehr als 5 log-Stufen (= 99,999 %) zu reduzieren. Beide Materialien sind Bestandteil einer Vielzahl von Medizinprodukten, die am oder im Menschen eingesetzt werden. Die Wirksamkeit war unabhängig davon, ob es sich um sensible oder Antibiotika-resistente Stämme von A. baumannii handelte. Auf Oberflächen von Blasenkathetern wurde für eine ausreichende Wirksamkeit eine Kontaktzeit von 30 Minuten benötigt. Diese Ergebnisse sind umso bemerkenswerter, als 70 % Ethanol in diesen Untersuchungen keine Wirksamkeit aufwies. Mittels moderner mikroskopischer Methoden konnten die Autoren überdies zeigen, dass die Mehrzahl der Bakterienzellen durch Octenidin in ihrer Struktur verändert und abgetötet wurde. Vergleichbare Ergebnisse konnten auch mit dem Gram-positiven Erreger der Listeriose (Listeria monocytogenes) und Octenidin erzielt werden.4

Die Autoren hatten bereits in einer früheren Arbeit unter gleichen Versuchsbedingungen zeigen können, dass Biofilme mit multiresistenten Staphylococcus aureus (MRSA) innerhalb kürzester Zeit durch eine 0,12% Octenidin-Lösung abgetötet wurden.3 Diese schnellere Wirksamkeit von niedrigeren Octenidin-Konzentrationen gegen Gram-positive Bakterien im Vergleich zu Gram-negativen Keimen ist für Octenidin bekannt5 und macht sich somit auch bei Biofilmen bemerkbar. Auch andere Autoren konnten diese Ergebnisse bestätigen. In einem standardisierten Prüfmodell in Mikrotiter-Platten aus Polystyrol zeigten Junka et al. (2013), dass ein Biofilm von Pseudomonas aeruginosa innerhalb von 15 Minuten durch octenisept® abgetötet wurde.7 Bei Biofilmen mit S. aureus war hierzu nur eine Minute notwendig.

Der Frage, inwieweit diese in-vitro Ergebnisse auch auf die Praxis übertragbar sind, wurde in einem Wundmodell an Ratten nachgegangen.8 Hierbei wurden Verbrennungswunden standardisiert mit A. baumannii kontaminiert. 24 Stunden später erfolgte die Behandlung u.a. mit octenisept®. Nachfolgend wurde die Keimzahlreduktion über die nächsten zehn Tage verfolgt. Als Ergebnis ist festzuhalten, dass octenisept® die Keimzahl in der Wunde stärker reduzierte als das parallel verwendete Standardtherapeutikum für Verbrennungswunden (Silbersulfadiazin).

Neben der Fähigkeit, bestehende Biofilme abzutöten, besitzt Octenidin aufgrund seiner oberflächenaktiven und adhärenten Eigenschaften das Potenzial, auch die Biofilm-Bildung auf Oberflächen zu verhindern. In Untersuchungen3 waren Lösungen mit 0,0275 % Octenidin in der Lage, MRSA daran zu hindern, Biofilme auszubilden. Diese Fähigkeit konnten auch Westgate und Cutting (2014)6 bestätigen. In ihren Versuchsansätzen wurde die Biofilm-Bildung mit Mischkulturen von S. aureus und Pseudomonas aeruginosa über einen Zeitraum von 72 Stunden gehemmt, wenn die Materialien mit Octenidin vorbehandelt waren. Präparate auf Basis von aktivem Sauerstoff oder Polihexanid besaßen diese Fähigkeit dagegen nicht. Auch direkt auf kommerziell erhältlichen Medizinprodukten konnte diese Eigenschaft des Octenidins gezeigt werden.9

Insgesamt inaktiviert Octenidin somit nicht nur Infektionserreger, die in Lösung oder als Kontaminationskeime vorkommen, sondern auch solche, die sich in Biofilmen auf unbelebten (z.B. Kathetern) und belebten Oberflächen (z.B. Wunden) angesiedelt haben. Wenn eine lokale Behandlung möglich ist und die Oberflächen frei zugänglich sind, stellen Octenidin-haltige Präparate im Rahmen der vorgesehenen Anwendung bzw. Indikation eine wirksame Möglichkeit dar, auch Infektionen zu bekämpfen und zu verhüten, die auf Biofilme zurückzuführen sind.                           

 
 

Quellen:

1Narayanan A, Nair MS, Karumathil DP et al 2016. Inactivation of Acinetobacter baumannii biofilms on Polystyrene, stainless steel, and urinary catheters by octenidine dihydrochloride. Front Microbiol 7: 847, doi: 10.3389/fmicb.2016.00847. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4899441/pdf/fmicb-07-00847.pdf
2Stewart PS, Costerton JW 2001. Antibiotic resistance of bacteria in biofilms. Lancet; 358: 135–38.
3Amalaradjou MAR, Venkitananrayanan K 2014. Antibiofilm Effect of Octenidine Hydrochloride on Staphylococcus aureus MRSA and VRSA. Pathogens; 3: 404-416. http://www.mdpi.com/2076-0817/3/2/404/htm
4Amalaradjou MAR, Norris CE, Venkitanarayanan K 2009. Effect of octenidine hydrochloride on planktonic cells and biofilm of Listeria monocytogenes. Appl Environ Microbiology; 75 (12): 4089-92.
http://aem.asm.org/content/78/12/4538.full.pdf+html?sid=4ab6c958-6f95-425c-a375-4026fb1da002
5Koburger T, Hübner NO, Siebert J et al. 2010. Standardized comparison of antiseptic efficacy of triclosan, PVP-iodine, octenidine dihydrochloride, polyhexanide and chlorhexidine digluconate. J Antimicrob Chemother 65: 1712-1719
6Westgate SJ, Cutting K 2014. In Vitro Evaluation of the single and multispecies biofilm prevention capabilities of two wound irrigation solutions and a topical antiseptic. Leczenie Ran 11 (3): 109-113
7Junka A, Bartoszewicz M, Secewicz D et al. 2013. Efficacy of antiseptics containing povidone-iodine, octenidine dihydrochloride and ethacridine lactate against biofilm formed by Pseudomonas aeruginosa and Staphyloccocus aureus measured with the novel biofilm-oriented antiseptic test. Int Wound J; 11 (6): 730-36
8Selcuk CT, Durgun M, Özalp B et al. 2012. Comparison of the antibacterial effect of silver sulfadiazine 1%, mupirocin 2%, Acticoat and octenidine dihydrochloride in a full-thickness rat burn model contaminated with multi drug resistant Acinetobacter baumannii. Burns; 38: 1204-1209
9Zumtobel M, Assadian O, Leonhard M et al. 2009. The antimicrobial effect of Octenidine-dihydrochloride coated polymer tracheotomy tubes on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa colonisation. BMC Microbiology; 9: 150. Doi:10.1168/1471-2180-9-150
http://download.springer.com/static/pdf/427/art%253A10.1186%252F1471-2180-9-150.pdf?originUrl=http%3A%2F%2Fbmcmicrobiol.biomedcentral.com%2Farticle%2F10.1186%2F1471-2180-9-150&token2=exp=1468322181~acl=%2Fstatic%2Fpdf%2F427%2Fart%25253A10.1186%25252F1471-2180-9-150.pdf*~hmac=bdb34a6f50053694607dd5cc1a3c98d250669507d37b9af871d9137ec9bfe87e