Extrakt av granatäppleskal återställer hudens balans och bekämpar infektioner

En studie publicerad i tidskriften PLOS ONE beskriver effektiviteten hos granatäppleskalsextrakt för att återställa hudens mikrobiotas homeostas genom dess antimikrobiella aktivitet mot Staphylococcus aureus.

Hudens mikrobiota är en mängd mikroorganismer som lever i jämvikt och bildar en balans mellan arter i det mikrobiella samhället. Hudens mikrobiotas sammansättning beror på kroppsyta, ålder, kön och hudens pH-nivå.

De dominerande mikrobiella arterna i hudens mikrobiota tillhör släktena Staphylococcus, Corynebacterium, Streptococcus och Propionibacterium. Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) är den vanligaste medlemmen av släktet Staphylococcus och spelar en viktig roll för att upprätthålla den mikrobiella balansen på huden.

I frisk huds mikrobiota utövar S. hominis, S. lugdunensis och S. epidermidis antimikrobiell aktivitet mot grampositiva bakterier såsom S. aureus. Varje störning av hudens mikrobiella homeostas kan leda till dysbios, vilket kännetecknas av en minskning av nyttiga mikrober såsom S. epidermidis och en ökning av patogena mikrober såsom S. aureus.

Dysbios i hudens mikrobiota är associerad med olika hudsjukdomar, inklusive akne, atopisk dermatit, follikulit och psoriasis. Patienter med atopisk dermatit är särskilt benägna att ha ett ökat antal S. aureus.

I denna studie undersökte forskarna de antimikrobiella och antiadhesiva effekterna av granatäppleskalsextrakt mot hudmikrobiota-stammar. De bedömde även extraktets artspecifika aktivitet.

Tidigare studier har visat de antibakteriella effekterna av granatäppleskalsextrakt mot olika bakteriestammar, inklusive S. aureus, Escherichia coli och Pseudomonas aeruginosa. Flera fenolföreningar som finns i granatäpple är ansvariga för dess antimikrobiella egenskaper.

Forskarna samlade in prover av hudfloran från sex friska frivilliga och tre frivilliga med atopisk dermatit. Bland de isolerade bakteriekolonierna valde de ut S. epidermidis och S. aureus för vidare experiment.

De framställde granatäppleextrakt med hjälp av n-butan- och dimetyleterlösningsmedel och analyserade dess antimikrobiella och antiadhesiva (påverkan på biofilmbildning) aktivitet mot utvalda bakteriestammar. De använde Galleria mellonella-larver för att testa extraktets toxicitet.

Totalt 67 mikroorganismer identifierades från huden hos friska frivilliga, varav de vanligaste var S. epidermidis, Micrococcus luteus, Cutibacterium acnes och S. hominis. Det huvudsakliga bakteriesläktet var Staphylococcus.

Variation i hudens mikrobiotas sammansättning observerades bland frivilliga beroende på deras geografiska ursprung och hudtillstånd. Den enda stammen som isolerades från frivilliga med atopisk dermatit var S. aureus.

Fytokemisk analys av granatäppleskalsextrakt avslöjade katekin, quercetin, vanillinsyra och gallussyra som de viktigaste bioaktiva föreningarna.

Antimikrobiell aktivitet

En jämförelse mellan de två extraktionslösningsmedlen visade att dimetyleterbaserad extraktion hade den högsta antimikrobiella aktiviteten mot bakterier, med minsta hämmande koncentrationer (MIC) från 1 till 128 milligram per milliliter.

Antihäftande aktivitet

Den antividhäftande aktiviteten hos dimetyleterbaserat granatäppleskalsextrakt bestämdes mot mono- och dubbla biofilmer av S. epidermidis och S. aureus.

Resultaten visade att extraktet signifikant ökade biofilmbildningsförmågan hos S. epidermidis och signifikant minskade biofilmbildningsförmågan hos S. aureus. Biofilmbildning är en komplex process där mikroorganismer antar flercelligt beteende som underlättar och förlänger deras överlevnad i olika ekologiska nischer.

Ytterligare analys av den antividhäftande effekten på S. aureus efter 24 timmar visade att extraktet kunde minska bakteriell biomassa med 16 % utan att påverka tillväxthastigheten för S. epidermidis.

Toxicitetstest

Ett toxicitetstest av dimetyleterbaserat granatäppleskalsextrakt med Galleria mellonella-larver visade 90 % respektive 80 % larvöverlevnad vid den högsta koncentrationen av extraktet efter en respektive sju dagar.

De förutspådda överlevnadsgraderna var liknande de för buffertbehandlade larver (kontroll), vilket indikerar den icke-toxiska effekten av det dimetyleterbaserade granatäppleskalsextraktet.

Studien visade att granatäppleextrakt är ett praktiskt och giftfritt medel för att återställa homeostasen i hudens mikrobiota på ett artspecifikt sätt. Det dimetyleterbaserade granatäppleextraktet som framställdes i studien återställde effektivt nyttiga bakteriearter (S. epidermidis) och eliminerade patogena bakteriearter (S. aureus).

Ökat antal S. aureus är känt för att vara förknippat med bildandet av hudskador som är svåra att behandla på grund av bakteriernas förmåga att bilda biofilmer och bli läkemedelsresistenta.

En användbar metod för att återställa homeostas i hudens mikrobiota är att stimulera tillväxten av nyttiga bakterier såsom S. epidermidis, vilket effektivt kan hämma S. aureus virulensgenuttryck, kvorumavkänning och slutligen biofilmbildning.

De kraftfulla antioxidanta, antiinflammatoriska och antimikrobiella egenskaperna hos de fenoliska föreningar som finns i granatäppleskal, inklusive katekin, quercetin, vanillinsyra och gallussyra, kan vara ansvariga för de observerade fördelarna för huden. Tidigare studier har visat att katekiner utövar antimikrobiella effekter på S. aureus och E. coli genom att skada cellmembran.

Sammantaget tyder studien på att granatäppleskalsextrakt skulle kunna övervägas som en del av lokala formler med återvunnet avfall och gröna extraktionsmetoder i linje med One Health-strategin.