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Nisin

Nisin A, E234 (Zusatzstoffnummer), Nisaplin (kommerzielle Zubereitung); ein Lantibiotikum aus Lactococcus lactis

Antimikrobiell & antiviral
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1Was es ist

Nisin ist ein natürliches antibakterielles Peptid, das vom Milchsäurebakterium Lactococcus lactis gebildet wird. Es gehört zu den Lantibiotika – Peptiden mit ungewöhnlichen ringbildenden Aminosäuren (Lanthionin und Methyllanthionin), die nach der Bildung der Kette eingebaut werden. Nisin wird seit Ende der 1960er-Jahre als Lebensmittelkonservierungsstoff (Zusatzstoffnummer E234) verwendet, vor allem in Käse und verarbeiteten Fleischwaren, um Verderb und gefährliche grampositive Bakterien wie Clostridium botulinum und Listeria zu unterdrücken. Es ist eines der ältesten und weltweit am breitesten zugelassenen antimikrobiellen Peptide – allerdings als Lebensmittelzusatzstoff, nicht als Arzneimittel.

Menschen nehmen es routinemäßig und sicher mit der Nahrung auf. Das medizinische Interesse (Wundversorgung, Zahnmedizin, Mastitis, mögliche Anwendung gegen Darmpathogene) ist Gegenstand aktiver Forschung, keine etablierte Therapie, und eine injizierbare Anwendung in der Community gibt es nicht.

2Wie es vermutlich wirkt

Lipid-II-Bindung. Nisin heftet sich an Lipid II, das Molekül, mit dem Bakterien ihre Zellwand aufbauen. Das blockiert die Zellwandsynthese und verankert Nisin zugleich, sodass es Poren bilden kann.
Porenbildung. An Lipid II verankert, stanzen Nisin-Moleküle Löcher in die Membran, lassen die Ionen- und pH-Gradienten zusammenbrechen, die die Zelle braucht, und töten sie rasch ab.
Wirkung gegen Sporen. Es wirkt auch gegen Bakteriensporen, weshalb es in Lebensmitteln gegen Clostridium geschätzt wird.
Einschränkung bei gramnegativen Bakterien. Die äußere Membran gramnegativer Bakterien schirmt sie in der Regel ab, sofern sie nicht gestört wird (Hitze, EDTA); das begrenzt das Wirkspektrum von Nisin.
Ein Bakteriocin aus Milchsäurebakterien, das an Lipid II, einen Zellwandbaustein, bindet und es als Andockstelle nutzt, um Poren zu stanzen. Seit Jahrzehnten als Lebensmittelkonservierungsstoff verwendet.Schema — nicht maßstabsgetreu

3Was die Forschung zeigt

Bewertet A (regulatory)

Sicherheit als Lebensmittelkonservierungsstoff

Jahrzehntelange Verwendung und toxikologische Daten stützen die regulatorische Akzeptanz. Die Neubewertung der EFSA legte eine zulässige tägliche Aufnahme (ADI) von 1 mg Nisin A/kg Körpergewicht/Tag fest, basierend auf einer 90-tägigen Rattenstudie mit einem No-adverse-effect-Level von 225 mg/kg/Tag und einem 200-fachen Sicherheitsfaktor, und schätzte die Aufnahme über die Nahrung als deutlich darunter liegend ein. Dies ist hochwertige Sicherheitsevidenz für die Aufnahme mit der Nahrung.
Bewertet B/C

Mastitis und tiermedizinische/topische antiseptische Anwendung

Nisinhaltige Zitzentücher und Mastitisprodukte wurden bei Milchkühen untersucht, und Nisin wurde als topisches Antiseptikum sowie in Wund- und Zahnanwendungen bei Tieren und in kleinen Humanstudien getestet, mit einigen positiven antibakteriellen Ergebnissen.
Bewertet C/D

Forschung zu medizinischen Antiinfektiva

Labor- und Tierarbeiten untersuchen Nisin (und gentechnisch veränderte Nisinvarianten) gegen resistente grampositive Erreger (MRSA, Enterokokken), Biofilme und – in Kombination mit Substanzen, die die äußere Membran durchbrechen – einige gramnegative Erreger. Zu den Interessen gehört die Kombination mit Miconazol gegen Clostridioides difficile. Nichts davon ist eine zugelassene Therapie beim Menschen, und oral aufgenommenes Nisin wird verdaut, bevor es systemisch wirken könnte.

Mundhöhle/Darm und Zahnmedizin

Untersucht gegen Bakterien der Mundhöhle und als mögliches darmgerichtetes antimikrobielles Mittel; frühes Stadium.

4Berichtete Nebenwirkungen und Wechselwirkungen

Aus der Literatur

Als Lebensmittelzusatzstoff hat Nisin eine ausgezeichnete Sicherheitsbilanz; keine relevante Toxizität bei ernährungsüblichen Mengen, und der orale NOAEL bei Ratten war sehr hoch. Allergien sind selten.

Aus der Community

Anwendung als Arzneimittel/Injektion in der Community: praktisch keine dokumentiert. Menschen nehmen es problemlos mit Lebensmitteln auf.

Theoretisch. Bedenken betreffen eine mögliche Kreuzresistenz mit anderen auf Lipid II zielenden Antibiotika sowie die Tatsache, dass verzehrtes Nisin einfach verdaut wird – eine Einschränkung, keine Toxizität.

Wechselwirkungen. Bei ernährungsüblicher Exposition keine belegt.

Marker, die Forschende häufig überwachen

Ein therapeutisches Monitoring beim Menschen ist nicht etabliert, da Nisin ein Lebensmittelzusatzstoff und kein verabreichtes Arzneimittel ist. In der Lebensmittelsicherheit ist die relevante Arbeit die Modellierung der Aufnahme über die Nahrung im Vergleich zum ADI, nicht individuelle Biomarker. Bei jeder experimentellen topischen/medizinischen Anwendung ist die allgemeine lokale Verträglichkeit die wichtigste Beobachtung.

Für alle kostenlos. Sicherheitsinformationen stehen nie hinter einer Paywall.

5Darreichung und Handhabung

Geliefert als Pulver in Lebensmittelqualität (z. B. Nisaplin, standardisiert mit Salz/Milchtrockenmasse); wird als Lebensmittelzutat gehandhabt, nicht als rekonstituiertes Injektionspräparat. Kein Link zum Rechner.

6Häufig zusammen untersucht mit

EDTA und andere Substanzen, die die äußere Membran durchlässig machen (um die Wirkung auf gramnegative Bakterien auszuweiten), herkömmliche Antibiotika (Kombinationsstudien), andere Lantibiotika und antimikrobielle Peptide wie die Human defensins.

Informative Querverweise. Keine Kombinationsempfehlungen.

7Regulatorischer Status nach Region

RegionStatus (geprüft am —)
Vereinigte StaatenGRAS für bestimmte Lebensmittelverwendungen (FDA); kein zugelassenes Arzneimittel
Europäische UnionZugelassener Lebensmittelzusatzstoff E234 mit einem ADI von 1 mg/kg KG/Tag
Vereinigtes KönigreichZulässiger Lebensmittelzusatzstoff (übernommene EU-Vorschriften)
AustralienZulässiger Lebensmittelzusatzstoff (FSANZ)
SüdafrikaAls Lebensmittelkonservierungsstoff zulässig
SportNicht von der WADA gelistet; keine leistungsbezogene Substanz

8Offene Fragen

  • Können gentechnisch veränderte Nisinvarianten oder Trägersysteme es trotz Verdauung und gramnegativer Barriere zu einem brauchbaren medizinischen Antibiotikum machen?
  • Selektiert Nisin Kreuzresistenzen mit klinisch wichtigen, auf Lipid II zielenden Antibiotika?
  • Gibt es über Lebensmittel hinaus eine echte Nische für Nisin bei Infektionen des Menschen (Darm, Zähne, Wunden)?

9Quellen

  1. 1EFSA ANS Panel (2017). Safety of nisin (E 234) as a food additive in the light of new toxicological data and the proposed extension of use. EFSA Journal. PubMed
  2. 2Hsu ST et al. (2004). The nisin–lipid II complex reveals a pyrophosphate cage that provides a blueprint for novel antibiotics. Nat Struct Mol Biol. PubMed · DOI
  3. 3Shin JM et al. (2016). Biomedical applications of nisin. J Appl Microbiol. PubMed · DOI
  4. 4Field D et al. (2015). Bioengineered nisin derivatives with enhanced activity. (review). Front Microbiol. PubMed

Die Quellen werden PubMed/DOI-Kennungen zugeordnet; bis dahin suchen die Links die Quelle in PubMed.

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