Aktivität von Cranberry-Extrakt auf Bakterien im menschlichen Urin: eine Ex-vivo-Studie

Unkomplizierte Harnwegsinfektionen (urinary tract infections, UTIs) sind sehr häufige bakterielle Infektionen und werden in über 80% durch uropathogene Escherichia coli (UPEC) verursacht. Der UPEC-Infektionszyklus wird durch eine spezifische Erkennung der eukaryotischen Wirtszelle über UPEC-Adhäsionsproteine initiiert. Auszüge aus Cranberry-Früchten (Vaccinium macrocarpon Aiton) werden traditionell für die Prävention von UTIs verwendet.

In Ex-vivo-Experimenten wurde ein standardisierter Cranberry-Extrakt (CDE-Q) verwendet [1]. In zwei Studien wurde eine zeitabhängige signifikante Hemmung der bakteriellen Adhäsion von UPEC NU14 und UTI89 an menschliche T24 Blasenzellen mit Urin von insgesamt 16 Freiwilligen nach dem Konsum von CDE-Q gezeigt, die unabhängig vom pH-Wert des Urins war. Hierbei zeigte sich eine geschlechtsspezifische Wirksamkeit von Urinen nach Cranberry-Einnahme auf die bakterielle Adhäsion, mit einer signifikanten Überlegenheit der Urine männlicher Probanden.

Um den Grund für die antiadhäsive Wirkung zu untersuchen, wurde eine Transkriptom-Analyse in UPEC UTI89 durchgeführt. Der Vergleich der Transkriptome von UPEC aus Urinkulturen der gleichen Freiwilligen vor und nach 7 Tagen CDE-Q-Konsum zeigte keine relevanten Unterschiede.

Um aufzuklären, ob die Aktivität des Urins auf einer direkten Interaktion mit bakteriellen Typ1-Adhäsinen (FimH) beruht, wurden in vitro spezifische Adhäsionstests mittels rekombinant exprimierter FimH-Lektin-Domäne durchgeführt [2]. Die Versuche zeigten, dass der Urin männlicher Probanden nach CDE-Q-Konsum eine stärkere Inhibition von FimH zeigt als der Kontrollurin.

Die Aktivität der Urine gegenüber FimH konnte auf das Vorhandensein des Abwehrproteins Tamm-Horsfall-Protein zurückgeführt werden, deren Titer nach Cranberry-Einnahme geschlechtsspezifisch erhöht waren. Außerdem wurden LC-MS/MS-Untersuchungen des Urins durchgeführt, um Inhaltsstoffe mit der Wirkung über multivariate Datenanalyse in Bezug zu setzen.

Literatur:

[1] Rafsanjany N et al. J Agricult Food Chem 2015; 63: 8804 – 8818

[2] Rabbani S et al. Anal Biochem 2010; 407: 118 – 195