Impact of octenidine on phagocytosis of "Staphylococcus aureus" by neutrophils

Abstract

The first barrier for cationic molecules attacking gram-positive microorganisms is the cell wall and its amount of net negative charge. Modification of the cell wall by esterification of teichoic acids provides a very effective mechanism to resist such attacks up to a certain degree. Our data demonstrates that also for the cationic octenidine dihydrochloride association with the cell wall of gram-positive bacteria is dependent on the negative net charge of the cell wall. However, even though this provides some protection our data proves, that the penetration of the biocide through the peptidoglycan layers cannot be prevented at increasing concentrations as shown by LIVE/DEAD staining, thus resulting in a lethal damage of the bacterial cells. In addition it could be demonstrated, that interaction of octenidine dihydrochloride with the bacterial cell wall results in a significantly enhanced phagocytosis by neutrophils in human blood.Bei Gram-positiven Bakterien stellt die Veresterung der Teichonsäuren mit D-Alanin und die daraus resultierende Änderung der negativen Nettoladung der Zellwand einen Schutzmechanismus vor dem Angriff kationischer Wirkmoleküle dar. Unsere Untersuchungen zeigen, dass auch für den kationischen Wirkstoff Octenidindihydrochlorid eine Assoziation mit der bakteriellen Zellwand in Abhängigkeit von der negativen Nettoladung angenommen werden kann. Untersuchungen der Vitalität der Bakterien nach Inkubation mit dem Wirkstoff Octenidindihydrochlorid zeigen aber, dass dieser Mechanismus keinesfalls die Penetration des kationischen Wirkstoffs durch den Mureinsacculus verhindern kann, sondern die Penetration des Wirkstoffs durch die Peptidoglycanschichten zu einer letalen Schädigung der Bakterienzellen führt. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Interaktion von Octenidindihydrochlorid mit der bakteriellen Zellwand zu einer verbesserten Phagocytose von Staphylococcus aureus durch humane neutrophile Granulocyten führt