キシリトールとエリスリトールのストレプトコッカス・ミュータンス菌およびストレプトコッカス・ソブリヌス菌の増殖およびバイオフィルム産生に対する阻害作用のインビトロ研究

In Vitro Studies of Xylitol and Erythritol Inhibition of Streptococcus Mutans and Streptococcus Sobrinus Growth and Biofilm Production.

• M L Cannon
• M Merchant
• W Kabat
• Le Catherine
• K White
• B Unruh
• A Ramones

抄録

本研究の目的は、ポリスチレンプラスチック表面上でのストレプトコッカス・ミュータンス菌およびストレプトコッカス・ソブリヌス菌の増殖およびバイオフィルム生成に対するキシリトールおよびエリスリトールの相乗効果および阻害効果を評価することであった。研究デザイン; S. mutansおよびsobrinus株（American Type Culture Collection参照株31341、35668、25175、sobrinus 33478）を、キシリトールまたはエリスリトールの濃度を変えたマイクロタイターアッセイプレート中の培地（Todd Hewitt Broth with 1% sucroseまたはハートブレインインフュージョンブロスwith 1% sucrose）で、48時間インキュベートした。細菌の増殖を定量し、マイクロプレートリーダーを用いて光学密度を測定した。相乗効果とバイオフィルムの成長を評価するために、マイクロダイリューションアッセイを用いた実験も実施した。30％（w/v）キシリトール、15％エリスリトールで150mg/mlのエリスリトールでは4株すべてが阻害され、2/4株は増殖が抑制され、270mg/mlでは4/4株が阻害された。いずれのポリオール濃度でも殺菌効果は認められなかった。ポリオールの組み合わせによる利点があるかどうかを判断するために、両方のポリオールをチェッカーボードアレイで組み合わせて使用しました。結果 組み合わせ研究の結果、68 株と 78 株では生育に無関係、75 株では相加効果がある可能性があり、41 株では拮抗効果がある可能性があるなど、混合した結果が得られた。また、バイオマス形成とポリオールの干渉性についても、MIC 評価後に評価を行った。41 株、68 株、75 株はいずれのポリオールも使用しない場合でも有意なバイオマス形成を示した。両ポリオールは用量依存的にバイオマス形成を阻害した。菌株 75 はバイオマス生成能が低く、ポリオールの影響を評価することはできませんでした。結論。我々の研究室で試験した経口ストレプトコッカス菌株に対して、ポリオールが有意に影響していることが明らかになった。

The aim of this study was to evaluate synergy and inhibitory effects of xylitol and erythritol on Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus growth and biomass production on a polystyrene plastic surface. Study design; S. mutans and sobrinus strains (American Type Culture Collection reference strains 31341, 35668, 25175, sobrinus 33478) were cultivated in media (Todd Hewitt Broth with 1% sucrose or heart-brain infusion broth with 1% sucrose) at differing concentrations of xylitol or erythritol in microtiter assay plates incubated for 48 hours. Bacterial growth was quantified and measured by optical density using a microplate reader. Experiments assessing synergy and biofilm growth were carried out also using microdilution assays. All four strains were inhibited by 30% (w/v) xylitol, and 15% erythritol at 150mg/ml erythritol, 2/4 strains had reduced growth; at 270mg/ml, 4/4 strains were inhibited. Bactericidal effects were not observed at any polyol concentration. Combinations of both polyols in a checker board array were used to determine if there were any benefits of polyol combinations. Results The combination studies yielded mixed outcomes with indifference in growth for strains 68 and 78, potential additive effect for strain 75 and possible antagonism for strain 41. Assessment of biomass formation and polyol interference were also performed post MIC assessment. Strains 41, 68 and 75 produced significant biomass in the absence of either polyol. Both polyols inhibited biomass formation in a dose-dependent fashion. Strain 75 is a poor biomass producer and could not be assessed for polyol effects in our assay. Conclusion: Our results demonstrate significant polyol influence on the oral Streptococcal strains tested in our laboratory.