Granaatappelschilextract herstelt de huidbalans en bestrijdt infecties

Een onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift PLOS ONE beschrijft de effectiviteit van granaatappelschilextract bij het herstellen van de homeostase van de huidmicrobiota door de antimicrobiële werking tegen Staphylococcus aureus.

De huidmicrobiota bestaat uit een veelheid aan micro-organismen die in evenwicht leven en een interspecies evenwicht in de microbiële gemeenschap vormen. De samenstelling van de huidmicrobiota is afhankelijk van het lichaamsdeel, de leeftijd, het geslacht en de pH-waarde van de huid.

De overheersende microbiële soorten van de huidmicrobiota behoren tot de geslachten Staphylococcus, Corynebacterium, Streptococcus en Propionibacterium. Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) is het meest voorkomende lid van het geslacht Staphylococcus en speelt een belangrijke rol bij het handhaven van de microbiële balans op de huid.

In een gezonde huidmicrobiota oefenen S. hominis, S. lugdunensis en S. epidermidis een antimicrobiële werking uit tegen grampositieve bacteriën zoals S. aureus. Elke verstoring van de microbiële homeostase van de huid kan leiden tot dysbiose, die wordt gekenmerkt door een afname van nuttige microben zoals S. epidermidis en een toename van pathogene microben zoals S. aureus.

Dysbiose van de huidmicrobiota wordt geassocieerd met diverse huidziekten, waaronder acne, atopische dermatitis, folliculitis en psoriasis. Patiënten met atopische dermatitis hebben een verhoogde kans op S. aureus.

In deze studie onderzochten de onderzoekers de antimicrobiële en anti-adhesieve effecten van granaatappelschilextract tegen huidmicrobiota. Ze beoordeelden ook de soortspecifieke activiteit van het extract.

Eerdere studies hebben de antibacteriële werking van granaatappelschilextract aangetoond tegen verschillende bacteriestammen, waaronder S. aureus, Escherichia coli en Pseudomonas aeruginosa. Verschillende fenolische verbindingen in granaatappel zijn verantwoordelijk voor de antimicrobiële eigenschappen.

De wetenschappers verzamelden monsters van de huidmicrobiota van zes gezonde vrijwilligers en drie vrijwilligers met atopische dermatitis. Uit de geïsoleerde bacteriekolonies selecteerden ze S. epidermidis en S. aureus voor verdere experimenten.

Ze bereidden granaatappelschilextract met behulp van n-butaan en dimethylether als oplosmiddelen en analyseerden de antimicrobiële en anti-adhesieve (invloed op biofilmvorming) activiteit ervan tegen geselecteerde bacteriestammen. Ze gebruikten Galleria mellonella-larven om de toxiciteit van het extract te testen.

In totaal werden 67 micro-organismen geïdentificeerd op de huid van gezonde vrijwilligers, waarvan S. epidermidis, Micrococcus luteus, Cutibacterium acnes en S. hominis de meest voorkomende waren. Het belangrijkste bacteriegeslacht was Staphylococcus.

Er werd variatie in de samenstelling van de huidmicrobiota waargenomen bij vrijwilligers, afhankelijk van hun geografische herkomst en huidconditie. De enige stam die werd geïsoleerd bij vrijwilligers met atopische dermatitis was S. aureus.

Uit fytochemische analyse van granaatappelschilextract bleek dat catechine, quercetine, vanillinezuur en galluszuur de belangrijkste bioactieve bestanddelen waren.

Antimicrobiële activiteit

Uit een vergelijking tussen de twee extractiemiddelen bleek dat extractie op basis van dimethylether de hoogste antimicrobiële activiteit tegen bacteriën had, met minimale remmende concentraties (MIC's) variërend van 1 tot 128 milligram per milliliter.

Anti-adhesieve activiteit

De anti-adhesieve werking van granaatappelschilextract op basis van dimethylether werd bepaald tegen mono- en dubbele biofilms van S. epidermidis en S. aureus.

De resultaten toonden aan dat het extract het vermogen van S. epidermidis om biofilms te vormen aanzienlijk verhoogde en het vermogen van S. aureus om biofilms te vormen aanzienlijk verminderde. Biofilmvorming is een complex proces waarbij micro-organismen meercellig gedrag aannemen dat hun overleving in verschillende ecologische niches vergemakkelijkt en verlengt.

Uit verder onderzoek naar het anti-adhesie-effect op S. aureus na 24 uur bleek dat het extract de bacteriële biomassa met 16% kon verminderen zonder de groeisnelheid van S. epidermidis te beïnvloeden.

Toxiciteitstest

Uit een toxiciteitstest van granaatappelschilextract op basis van dimethylether met Galleria mellonella-larven bleek dat de larven bij de hoogste concentratie van het extract na respectievelijk één en zeven dagen 90% en 80% overleefden.

De voorspelde overlevingspercentages waren vergelijkbaar met die van met buffer behandelde larven (controle), wat erop wijst dat het op dimethylether gebaseerde granaatappelschilextract geen giftig effect heeft.

Het onderzoek toonde aan dat granaatappelschilextract een praktisch en niet-toxisch middel is voor het herstellen van de homeostase van de huidmicrobiota op een soortspecifieke manier. Het in het onderzoek bereide granaatappelschilextract op basis van dimethylether herstelde effectief nuttige bacteriesoorten (S. epidermidis) en elimineerde pathogene bacteriesoorten (S. aureus).

Het is bekend dat een toename van S. aureus-bacteriën gepaard gaat met het ontstaan van huidlaesies die moeilijk te behandelen zijn, vanwege het vermogen van de bacterie om biofilms te vormen en resistent te worden tegen medicijnen.

Een nuttige methode om de homeostase van de huidmicrobiota te herstellen, is het stimuleren van de groei van nuttige bacteriën zoals S. epidermidis. Deze bacteriën kunnen effectief de expressie van het virulentiegen van S. aureus, quorum sensing en uiteindelijk de vorming van biofilms remmen.

De krachtige antioxiderende, ontstekingsremmende en antimicrobiële eigenschappen van de fenolische verbindingen in granaatappelschil, waaronder catechine, quercetine, vanillinezuur en galluszuur, zijn mogelijk verantwoordelijk voor de waargenomen huidvoordelen. Eerdere studies hebben aangetoond dat catechines een antimicrobiële werking hebben op S. aureus en E. coli door celmembranen te beschadigen.

Algemeen genomen suggereert het onderzoek dat granaatappelschilextract kan worden overwogen als onderdeel van lokale formules die gebruikmaken van gerecycled afval en groene extractiemethoden in lijn met de One Health-benadering.