抗がん剤3,3'-ジンドリルメタンは、にきびを引き起こす細菌とカンジダ・アルビカンスによる多種種バイオフィルム形成を阻害します

グラム陽性の嫌気性バクテリウムクチバクテリアは、人間の皮膚の主要な住民であり、にきび栄誉層の形成と、黄色ブドウ球菌やカンジダアルビカンスなどの他の皮膚に居住する生物との多種的なバイオフィルムの形成に関係しています。インドールは本質的に（人間の皮膚でも）広まっており、多様な原核生物および真核生物の重要なシグナル伝達分子として機能しています。本研究では、C。acnesに対する20個のインドールの抗菌および抗生物質活性を調査しました。試験したインドールの0.1 mmでのインドール-3-カルビノールは、プランクトン細胞の成長に影響を与えることなくC. acnesによってバイオフィルム形成を有意に阻害し、抗がん剤3,3'-ジンドリルメタン（DIM）は0.1 mm（32μg/mL）で阻害します。C. acnesによる血色の細胞の成長とバイオフィルム形成を有意に阻害しましたが、他のインドールとインドール自体はあまり効果的ではありませんでした。また、0.1 mmのDIMは、C。acnes、S。aureus、およびC. albicansによる複数種のバイオフィルム形成を成功裏に阻害しました。転写分析により、DIMはC. acnesのいくつかのバイオフィルム関連遺伝子の発現を阻害し、0.05 mmで、DIMはC. albicansによる菌糸の形成と細胞凝集を阻害したことが示されました。これらの結果は、DIMおよび他のインドールがC. acnesによるバイオフィルム形成を阻害し、C。acnes関連疾患の治療に潜在的に使用することを示唆しています。インドールは本質的に普及しているため（人間の皮膚でも）重要であるため、インドールとその誘導体は、にきびを引き起こす細菌（カンソネスと黄色ブドウ球菌）と真菌のカンジダアルビカンのバイオフィルム形成を制御する可能性があると仮定しました。本研究は、C。acnesのいくつかのインドールの抗生物質および抗菌活性を初めて報告している。テストされたインドールのうち、2つの抗がん剤、インドール-3-カルビノールと3,3'-ジンドリルメタンがアブラナ科野菜に含まれており、C。acnesによるバイオフィルム形成を有意に阻害しました。さらに、最も活性のある3,3'-ジンドリルメタンは、C。acnes、S。aureus、およびC. albicansによる多種種バイオフィルム形成を成功裏に阻害しました。転写解析により、3,3'-ジンドリルメタンが、C。acnesのリパーゼ、ヒアルロン酸リアーゼ、および毒性関連遺伝子を含むバイオフィルム関連遺伝子の発現、および3,3'-ジンドリルメタンが阻害された甲状腺機能低下とCによる細胞凝集を阻害することが示されました。。我々の発見は、3,3'-ジンドリルメタンが、抗生物質と抗生物質特性により、尋常性と多種種のバイオフィルム関連感染を制御する潜在的な手段を提供することを示しています。

The Gram-positive anaerobic bacterium Cutibacterium acnes is a major inhabitant of human skin and has been implicated in acne vulgaris formation and in the formation of multispecies biofilms with other skin-inhabiting organisms like Staphylococcus aureus and Candida albicans. Indoles are widespread in nature (even in human skin) and function as important signaling molecules in diverse prokaryotes and eukaryotes. In the present study, we investigated the antibacterial and antibiofilm activities of 20 indoles against C. acnes. Of the indoles tested, indole-3-carbinol at 0.1 mM significantly inhibited biofilm formation by C. acnes without affecting planktonic cell growth, and the anticancer drug 3,3'-diindolylmethane (DIM) at 0.1 mM (32 μg/mL) also significantly inhibited planktonic cell growth and biofilm formation by C. acnes, whereas the other indoles and indole itself were less effective. Also, DIM at 0.1 mM successfully inhibited multispecies biofilm formation by C. acnes, S. aureus, and C. albicans. Transcriptional analyses showed that DIM inhibited the expressions of several biofilm-related genes in C. acnes, and at 0.05 mM, DIM inhibited hyphal formation and cell aggregation by C. albicans. These results suggest that DIM and other indoles inhibit biofilm formation by C. acnes and have potential use for treating C. acnes associated diseases. IMPORTANCE Since indoles are widespread in nature (even in human skin), we hypothesized that indole and its derivatives might control biofilm formation of acne-causing bacteria (Cutibacterium acnes and Staphylococcus aureus) and fungal Candida albicans. The present study reports for the first time the antibiofilm and antimicrobial activities of several indoles on C. acnes. Of the indoles tested, two anticancer agents, indole-3-carbinol and 3,3'-diindolylmethane found in cruciferous vegetables, significantly inhibited biofilm formation by C. acnes. Furthermore, the most active 3,3'-diindolylmethane successfully inhibited multispecies biofilm formation by C. acnes, S. aureus, and C. albicans. Transcriptional analyses showed that 3,3'-diindolylmethane inhibited the expressions of several biofilm-related genes including lipase, hyaluronate lyase, and virulence-related genes in C. acnes, and 3,3'-diindolylmethane inhibited hyphal formation and cell aggregation by C. albicans. Our findings show that 3,3'-diindolylmethane offers a potential means of controlling acne vulgaris and multispecies biofilm-associated infections due to its antibiofilm and antibiotic properties.