Schwache Säuren als alternative antimikrobielle Therapie

Schwache Säuren wie Essigsäure und N-Acetylcystein (NAC) bei einem pH-Wert unter ihrem pKa können Biofilme effektiv eradizieren, da sie in der Lage sind, die Biofilm-Matrix und die Zellmembran zu durchdringen. Die optimalen Bedingungen für ihre Aktivität gegen resistente Stämme und deren Sicherheit müssen jedoch verstanden werden, um sie zur Behandlung von Infektionen oder zur Inaktivierung von Biofilmen auf harten Oberflächen anwenden zu können. Hier untersuchen wir die Wirksamkeit und die optimalen Bedingungen, unter denen schwache Säuren Biofilme eradizieren können. Wir haben die Wirksamkeit verschiedener mono- und triprotischer schwacher Säuren wie N-Acetylcystein (NAC), Essigsäure, Ameisensäure und Zitronensäure bei der Eradikation von Biofilmen verglichen. Wir fanden heraus, dass monoprotische schwache Säuren/Säuredrogen mucoide P. aeruginosa mucA Biofilm-Bakterien abtöten können, sofern der pH-Wert unter ihrem pKa liegt, was zeigt, dass die extrazelluläre Biofilm-Matrix die Bakterien nicht vor der Aktivität der schwachen Säuren schützt. Triprotische Säuren wie Zitronensäure töten Biofilmbakterien bei pH ​Klebsiella pneumoniae KP1, Pseudomonas putida OUS82, Staphylococcus aureus 15981, P. aeruginosa DK1-NH57388A, einem mucoiden Mukoviszidose-Isolat und P. aeruginosa PAD25, einem antibiotikaresistenten Stamm. Wir zeigten, dass schwache Säuren ein breites Wirkspektrum gegen eine Vielzahl von Bakterien, einschließlich antibiotikaresistenter Bakterien, haben. Darüber hinaus zeigten wir, dass eine schwache Säure, NAC, Bakterien abtöten kann, ohne für menschliche Zellen toxisch zu sein, wenn der pH-Wert nah an ihrem pKa gehalten wird. Somit zielen schwache Säuren/schwache Säuredrogen auf antibiotikaresistente Bakterien ab und eradizieren die Persistenzzellen in Biofilmen, die gegen andere konventionelle Methoden der Biofilm-Eradikation tolerant sind.