Ein lederbasiertes In-vitro-Modell zur Bestimmung der Wirkung von Kosmetika auf Hautmikroben
Die menschliche Haut beherbergt eine Vielzahl von Mikroorganismen, darunter Pilze, Bakterien und Viren. Tatsächlich deuten neuere Schätzungen darauf hin, dass über 1011 mikrobielle Zellen auf Hautoberflächen vorhanden sein könnten.
Typischerweise variieren die Häufigkeit und Zusammensetzung von Mikroorganismen mit spezifischen Zuständen verschiedener Bereiche der Haut. Zu den Bakteriengattungen, die überwiegend auf der Haut vorkommen, gehören Cutibacterium, Staphylococcus und Corynebacterium.
Lernen: Ein neues Modell zur Untersuchung der Auswirkungen von Kosmetika auf Hautmikroorganismen in vitro. Bildnachweis: Kateryna Kon / Shutterstock.com
Hintergrund
Zahlreiche präbiotische Nahrungsergänzungsmittel wurden in Kosmetika verwendet, um das Wachstum von nützlichen Bakterien wie Koagulase-negativen Staphylokokken zu fördern und gleichzeitig das Wachstum von Cutibacterium zu unterdrücken.
Präbiotika spielen eine wichtige Rolle bei der Wiederherstellung des Gleichgewichts der Mikrobiota der Haut, indem sie das Wachstum nützlicher Mikroben fördern und das pathogene Wachstum hemmen. Vermeintliche Präbiotika können aus verschiedenen Zuckern, natürlichen Extrakten und fermentierten Produkten von Bakterien gewonnen werden.
Ein kürzlich Kosmetika Zeitschriftenstudie diskutiert die Entwicklung eines lederbasierten In-vitro-Modells aufgrund seiner großen Ähnlichkeit mit der menschlichen Haut. Das Modell wurde verwendet, um die Rolle kosmetischer Inhaltsstoffe auf das Bakterienwachstum unter realistischen Bedingungen zu untersuchen.
Über das Studium
Sieben allgegenwärtige grampositive Hautbakterien wurden ausgewählt, um zu analysieren, wie sie von den getesteten präbiotischen Wirkstoffen beeinflusst werden. Die in dieser Studie verwendeten Wirkstoffe umfassten pflanzliches Glycerin, Diglycerin, Glycerylcaprylat und multifunktionale Inhaltsstoffe.
Der pH-Wert aller Wirkstoffe wurde durch die Zugabe von Akazien-Senegal-Gummi und Xanthan-Gummi eingestellt und verdickt. Als Kontrolle wurde Serum ohne die Wirkstoffe verwendet.
Die Wachstumskurve für jeden Bakterienstamm wurde in Abwesenheit oder Anwesenheit der Wirkstoffe aufgezeichnet. Um die Wirkung von kosmetischem Serum auf Hautmikroben unter realistischeren Bedingungen zu bewerten, wurde ein Ledermodell entwickelt, das die menschliche Haut nachahmt.
Studienergebnisse
Die Möglichkeit des mikrobiellen Wachstums oder der Wachstumshemmung wurde unter Verwendung von flüssigen Kulturmedien untersucht, die präbiotische Wirkstoffe in unterschiedlichen Konzentrationen enthielten. Die Kulturmedien mit einer größeren optischen Dichte (OD) zu einem bestimmten Zeitpunkt zeigten die Förderung des Bakterienwachstums an. In ähnlicher Weise zeigten Kulturen mit niedrigeren ODs eine Hemmung des Bakterienwachstums.
Es wurde eine Förderung des Wachstums von Corynebacterium jeikeium und eine teilweise Hemmung von Mikrokokken beobachtet. Auch bei einer höheren Konzentration an präbiotischen Wirkstoffen blieben die meisten Bakterienstämme unbeeinflusst.
Bei einigen Staphylokokkenarten wurden unterschiedliche Wachstumsergebnisse beobachtet. Beispielsweise wurde bei S. aureus und S. hominis eine maximale Wachstumsförderung beobachtet, während S. epidermidis unbeeinflusst blieb.
Bei In-vivo- und In-vitro-Experimenten mit ähnlichen mikrobiellen Stämmen und Wirkstoffen können Unterschiede in der Förderung des mikrobiellen Wachstums und in den hemmenden Wirkungen beobachtet werden. Denn die Komplexität der Interaktion zwischen Bakterien und Hautzellen lässt sich nicht in einem zellkulturbasierten Modell analysieren.
Im Gegensatz dazu ahmte das Lederhautmodell wichtige Eigenschaften der menschlichen Haut nach, einschließlich der bakteriellen Adhäsion und Absorption der kosmetischen Formel.
Das neu entwickelte Lederhautmodell half Wissenschaftlern zu untersuchen, wie kosmetische Formeln mit präbiotischen Wirkstoffen natürliche bakterielle Besiedler der Haut beeinflussen. Nach 30-minütiger Behandlung mit dem Serum zeigte Serum ohne Zusatz von Wirkstoffen einen erheblichen Effekt auf die bakterielle Besiedlung. Genauer gesagt wurde das Wachstum von S. epidermidis, S. hominis und M. flavus geringfügig gefördert, während das Wachstum von S. aureus gehemmt wurde.
Obwohl allgemeine Wirkstoffe, die Seren enthalten, ein ähnliches Muster bei der bakteriellen Besiedelung zeigten, wurden einige geringfügige Änderungen und Ausnahmen beobachtet. Im Vergleich zum Besiedelungsmuster von Serum allein führte die Zugabe von Wirkstoffen zu geringfügigen Veränderungen, einschließlich einer weniger ausgeprägten Hemmung von S. aureus und einer höheren Hemmungsrate von C. jeikeium.
Auswirkungen
Die Lederhautmodelldaten zeigten, dass kosmetische Behandlungen die Mikrobiota der Haut diskriminierend beeinflussten. Vergleiche zwischen Hautmodellen, die nur mit Serum und serumhaltigen Wirkstoffen behandelt wurden, zeigten keine statistisch signifikanten unterschiedlichen Effekte.
Bakterienstämme kommen in der menschlichen Haut nicht einzeln, sondern in einer komplexen mikrobiellen Gemeinschaft vor; daher ist die Beurteilung der Wirkung von serumhaltigen Wirkstoffen auf einen einzelnen Bakterienstamm nicht gerechtfertigt. Bemerkenswerterweise sind die Wachstumseffekte kosmetischer Wirkstoffe auf Hautmikroorganismen im Allgemeinen gering.
Ein Hersteller muss die Lederhautmodelldaten berücksichtigen, um erneut zu bestätigen, ob seine kosmetische Formel das Wachstum von Krankheitserregern wie S. aureus fördert. Das vorliegende Modell würde Herstellern einen umfassenden Ausblick auf hemmende oder wachstumsfördernde Wirkungen von Bakterienarten der Hautmikrobiota geben.
Dieses Modell könnte auch verwendet werden, um die Wirkung von aus der Haut stammenden Medien wie Schweiß oder Talg zusammen mit kosmetischen Formeln auf Hautbakterien zu untersuchen.
Referenz:
- Rademacher, M., Zinn, M., Beinio, R., & Bockmühl, DP (2022) Ein neues Modell zur Untersuchung der Auswirkungen von Kosmetika auf Hautmikroorganismen in vitro. Kosmetika. 9(4), 88. doi:10.3390/cosmetics9040088.
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