Pityriacitrin - ein von Malassezia furfur synthetisierter UV-Filter und seine Wirkungen auf die kutane Mikroflora - Machowinski, Angelika; Justus Liebig University Giessen (My University, 2007)
Malassezia furfur gehört zur residenten Mikroflora der menschlichen Haut (Roberts 1969). Das Vorhandensein dieses obligat-lipophilen Pilzes ist aber auch mit der Erkrankung Pityriasis versicolor ("Kleienflechte") assoziiert (Eichstedt 1846). Eine Form dieser Hautmykose ist die Pityriasis versicolor alba, bei der sich Depigmentierungen der Haut zeigen, auf denen sich trotz UV-Provokation kaum ein Sonnenbrand ausbildet (Lewis 1936). Ein von Malassezia furfur gebildeter potenter UV-Filter konnte bereits vorgestellt werden (Mayser 2002). Jetzt wurde in vitro die Frage untersucht, welche Bedeutung der Tryptophan-abhängige Sekundärmetabolismus von Malassezia furfur und die damit verbundene Produktion des Pityriacitrins für die Hefe selbst und auch für andere der Hautflora zugehörige Mikroorganismen haben könnte; ob Pityriacitrin toxisch wirkt und sich Malassezia furfur somit einen Vorteil in der gemeinsamen ökologischen Nische erarbeiten könnte oder ob es auch bei Candida albicans oder Staphylokokken UV-protektiv wirken könnte. Vorliegende Ergebnisse zeigen, dass bei Malassezia furfur eine vermehrte Anreicherung mit Tryptophan im Nährmedium nicht zu einem beliebig steigerbarem UV-Schutz führt. Selbst geringe Mengen an Tryptophan gewährleisten die Ausbildung eines UV-Filters, was in Anlehnung an die möglicherweise auf der Haut vorhandenen Tryptophankonzentrationen zu sehen ist. Eine Steigerung der Konzentration von exogen zugeführtem Pityriacitrin führt bei bestrahlten Zellen zu vermehrter UV-Toleranz. Ab ca. 11mmol ist Malassezia furfur schon bei hohen UVB-Dosen ausreichend geschützt, ab ca 13mmol sogar so gut, dass keine nennenswerten Wachstumseinbußen zu erkennen sind. Zur Überprüfung der Wirkung auf andere Mikroorganismen wurde Candida albicans einmal mit (11mmol) und einmal ohne Pityriacitrin auf Kimmigagar inokuliert, verschiedenen UVB-Dosen (0,100, 500, 1000, 1500, 2000mJ/ cm2) ausgesetzt und inkubiert. Ab einer UVB-Dosis von 1J/cm2 wuchsen die Pilze ohne Pityriacitrin nicht mehr, wohingegen bei jenen mit Pityriacitrin kein wachstumshemmender Effekt der UVB-Bestrahlung zu verzeichnen war. Im Plattendiffusionstest mit Staphylococcus aureus und epidermidis konnte keine Toxizität von Pityriacitrin festgestellt werden. Darauf aufbauend wurden die Staphylokokken wieder auf Blutagarplatten ausgestrichen und eine Platte mit 10µl Pityriacitrin à 11mmol überimpft, eine mit 10µl Pityriacitrin à 22mmol, eine mit 10µl reinem DMSO und eine ohne Zusatz. Die Platten mit Pityriacitrin und mit reinem DMSO wurden einer UVB-Bestrahlung von 1000mJ/ cm² ausgesetzt. Anschließend wurden die Platten inkubiert und nach 12, 24 und 48 Stunden visuell beurteilt. Es zeigte sich, dass bei den Platten mit reinem DSMO nur sehr schlechtes oder fast kein Wachstum der Staphylokokken erfolgte. Im Vergleich dazu waren bei den zusätzlich mit Pityriacitrin präparierten Platten deutliche Unterschiede zu verzeichnen: es war mehr Wachstum zu sehen. Zur Testung einer UVB-Filterwirkung wurden Quarzküvetten mit Staphylokokken in Flüssigmedium (BHI) mit und ohne Pityriacitrin (30µmol) einmalig 1000mJ/cm² UVB ausgesetzt und inkubiert. Die Bakterien mit Pityriacitrin zeigten ein etwa gleich gutes Wachstum wie die unbestrahlte Kontrolle. Pityriacitrin kann als UV-Filter bei Candida albicans und Staphylokokken wirken und zeigt keine Toxizität.

While Malassezia furfur belongs to the resident microflora of human skin (Roberts 1969), its existence is also associated with the disease pityriasis versicolor (Eichstedt 1846). One form of this dermatomycosis is pityriasis versicolor alba which is characterized by depigmented areas on which sunburn can hardly be provoked (Lewis 1936). A potent UV filter produced by Malassezia furfur was previously described (Mayser 2002). Now an in vitro study was performed to determine the effect of pityriacitrin on Malassezia furfur itself and on other human skin microorganisms, whether pityriacitrin is toxic, so that Malassezia furfur could gain advantage in the common ecological niche, or whether is it also a UV filter for Candida albicans or staphylococci. More tryptophan in media does not automatically lead to better UV protection. Even few concentrations of tryptophan ensure the production of a UV filter, which might be correlated with the concentration on human skin. More pityriacitrin means more UV tolerance of radiated cells. From ca. 11mmol upwards, Malassezia furfur is protected even against high UVB doses; at a concentration of 13mmol there is nearly no growth reduction after radiation. For testing the effect on other microorganisms, Candida albicans was inoculated either with (11mmol) or without pityriacitrin on plates with Kimmig agar. After irradiation with single doses of 100, 500, 1000, 1500 or 2000mJ/ cm² UVB these plates were incubated. From a UVB dose of 1J/ cm² upwards the fungi without pityriacitrin did not grow any longer, while those with pityriacitrin showed no growth reduction caused by UVB radiation. In a diffusion test on blood agar with staphylococcus aureus and epidermidis no toxicity of pityriacitrin was ascertained. Thereafter staphylococci were inoculated either with 10µl pityriacitrin (11mmol/ DMSO), 10µl pityriacitrin (22mmol/ DMSO), pure DMSO, or without any addition. The plates with pityriacitrin and those with pure DMSO were irradiated with a single UVB dose of 1000mJ/ cm². Then they were incubated and visually assessed after 12, 24 and 48 hours. The plates with pure DMSO showed very poor staphylococcal growth or none at all. By comparison, on the plates inoculated with pityriacitrin there was a remarkable difference in that more growth had occurred. For further testing of a UVB filter effect staphylococci were inoculated in quartz cuvettes in BHI medium, either with (30µmol) or without pityriacitrin, followed by irradiation with a single UVB dose of 1000mJ/ cm² and incubation. The bacteria with pityriacitrin showed nearly the same growth rate as the unexposed cells. Pityriacitrin has a UV filter effect on Candida albicans and staphylococci and shows no toxicity.
Keywords: ddc:610