icfBulletin Zincoseb Result - Guardabassi

Scientific investigation and Veterinary information
Results
Zincoseb® shampoo
Attività antimicrobica in vitro di
Zincoseb® shampoo nei confronti degli organismi patogeni
associate a infezioni cutanee canine
In vitro antimicrobial activity of
Zincoseb® shampoo against pathogenic organisms associated
with dog skin infections
Text edited by L. Guardabassi
Associate Professor of Clinical Microbiology,
Faculty of Life Sciences, University of Copenhagen (Denmark)
Riservato ai Medici Veterinari e ai Farmacisti
Reserved for Veterinarians and Pharmacists
www.icfpet.com
Scientific investigation and Veterinary information
Results
Attività antimicrobica in vitro di
Zincoseb® shampoo nei confronti degli organismi
patogeni associate a infezioni cutanee canine
In vitro antimicrobial activity of
Zincoseb® shampoo against pathogenic organisms
associated with dog skin infections
Testo e tabelle di Luca Guardabassi
Professore Associato di Microbiologia Clinica,
Faculty of Life Sciences, University of Copenhagen (Denmark)
Text edited by Luca Guardabassi
Associate Professor of Clinical Microbiology,
Faculty of Life Sciences, University of Copenhagen (Denmark)
Zincoseb® è uno shampoo detergente contenente
0,25% di zolfo colloidale, 0,3% di clorexidina
digluconato, 2% di acido salicilico, 2% di lanolina
e 2% di zinco gluconato. Seguendo le indicazioni
del produttore (ICF srl), questo shampoo è particolarmente indicato nel trattamento di condizioni
seborroiche associate a cute secca e con la formazione di scaglie (forfora), che sono spesso osservate nei casi di dermatite causati dal lievito Malassezia pachydermatis. L'azione sinergica dello zolfo
associato all'acido salicilico, oltre alle funzioni
cheratolitiche (rimozione delle scaglie in eccesso
sulla superficie cutanea) e cheratoplastiche
(normalizzazione del ricambio cellulare nello
strato basale dell’epidermide), esplica un’attività
antibatterica, antifungina e antiparassitaria [1].
Tale azione antimicrobica è principalmente attribuita alla conversione in situ dello zolfo in acido
solfidrico e acido pentatonico. Comunque, dati
sull’attività antimicrobica dello zolfo associata
all’acido salicilico sono scarsi nella letteratura
scientifica e nessun dato è disponibile circa le
concentrazioni necessarie al raggiungimento
dell’effetto nei confronti degli organismi patogeni
associati alle infezioni cutanee canine. In questo
studio, le proprietà antimicrobiche in vitro su
Zincoseb® sono state valutate usando una collezione di lieviti di M. pachydermatis (n=16) isolati
da casi clinici canini, essendo i lieviti il target principale di questo shampoo commerciale.
Zincoseb® is a detergent shampoo containing
0.25% colloidal sulphur, 0.3% chlorhexidine digluconate, 2% salicylic acid, 2% lanolin and 2% zinc
gluconate. According to the manufacturer’s indications, the shampoo is particularly indicated for
treatment of seborrheic conditions associated with
dry and scaling skin (dandruff), which are often
observed in cases of dermatitis caused by the yeast
Malassezia pachydermatis. In addition to keratolytic (removal of excess scale on the surface) and
keratoplastic (normalization of the cell turnover in
the cell basal layer) functions, the synergistic combination of sulphur and salicylic acid is known to
have antibacterial, antifungal and antiparasitic
action [1]. Such antimicrobial action is mainly attributed to in situ conversion of sulphur to hydrogen
sulphide and pentathionic acid. However, quantitative data on the antimicrobial activity of sulphur
combined with acid salicylic are scarce in the scientific literature and no data are available about the
concentrations necessary to achieve a bactericidal
effect in pathogenic organisms associated with dog
skin infections. In this study, the in vitro antimicrobial properties of Zincoseb® shampoo were assessed using a collection of canine clinical isolates of
M. pachydermatis (n=16), which is the main pathogen target by this commercial shampoo.
Sono stati inclusi nello studio anche ceppi di
Staphylococcus pseudintermedius (n=10), Escherichia coli (n=4), Pseudomonas aeruginosa (n=3)
e Proteus mirabilis (n=1) per valutare l’efficacia
del prodotto nei confronti delle infezioni batteriche o miste (Malassezie e batteri). 5 ceppi su i 10
di S. pseudintermedius testati erano multi-farmaco
resistenti mostrando un livello elevato di resistenza agli antibiotici comunemente usati per la terapia
sistemica delle infezioni nei cani, incluse cefalosporine, lincosamidi e fluorchinoloni.
Strains of Staphylococcus pseudintermedius
(n=10), Escherichia coli (n=4), Pseudomonas aeruginosa (n=3) and Proteus mirabilis (n=1) were
included in the study to evaluate the efficacy of the
product for bacterial infections or mixed infections
involving both Malassezia and bacteria. Five of the
ten S. pseudintermedius tested were multidrugresistant strains displaying high-level resistance to
antibiotics commonly used for systemic treatment
of skin infections in dogs, including cephalosporins,
lincosamides and fluoroquinolones.
Materiali e metodi
Diluizioni di Zincoseb® risultanti uccidere completamente i microrganismi sono state determinate
attraverso il metodo di microdiluizione [2-3].
Materiale della colonia prelevato da ogni isolato è
stato sospeso in soluzione salina fosfato tamponata
(phosphate buffered saline-PBS, a pH 7.2) e la
miscela è stata regolata ad una torbidità di 0.5
McFarland, la quale corrisponde a circa 108 e 106
UFC (Unità Formanti Colonia)/ml per batteri e
Malassezia rispettivamente. Ogni ceppo è stato
inoculato in diluizioni duplici seriali di Zincoseb®
in PBS. Dopo incubazione per 5 min. a 37ºC, il
ceppo sopravvissuto è stato valutato trasferendo
10 μl di ogni diluizione in un terreno agar idoneo
alla crescita di Malassezia (Sabouraud agar) o
batteri (agar sangue). Un’esposizione a PBS senza
Zincoseb® è stata usata come controllo positivo
per escludere possibili effetti di PBS sulla sopravvivenza dei microrganismi. E’ stata definita
minima concentrazione battericida (minimum
bactericidal concentration - MBC) la più bassa
concentrazione risultante avere l’assenza di crescita visibile su piastra in agar.
Materials and methods
Zincoseb® shampoo dilutions resulting in complete
killing of the microorganisms were determined by
the microdilution method as described previously
[2-3]. Colony material from each isolate was
suspended in phosphate buffered saline (PBS, pH
7.2) and the mixture was adjusted to a turbidity of
0.5 McFarland, which corresponds to approximately 108 and 106 CFU/ml for bacteria and Malassezia, respectively. Each strain was inoculated into
serial two-fold dilutions of Zincoseb® shampoo in
PBS. Following incubation for 5 min at 37ºC, strain
survival was evaluated by transferring 10 μl of each
dilution onto appropriate agar medium enabling
growth of Malassezia (Sabouraud agar) or bacteria
(blood agar). Exposure to PBS without Zincoseb®
was used as a positive control to rule out possible
effects of PBS on survival of the microorganisms.
The minimum bactericidal inhibitory concentration
(MBIC) was defined as the lowest concentration
resulting in the absence of visible growth on the
agar plate.
Results
E’ stata registrata una crescita confluente quando
il numero di colonie era superiore a 100 e non si è
potuto contarle singolarmente. Gli MBC combinati di zolfo e acido salicilico sono stati calcolati in
base alla concentrazione dei due ingredienti in
Zincoseb® shampoo (20 mg/L).
Risultati
MBC sono differenti in base al tipo di microrganismo (vedi Tabella). Per Malassezia, la diluizione
1:128 del prodotto è stata sufficiente ad uccidere
ogni ceppo sotto condizioni in vitro. Questa diluizione corrisponde ad una concentrazione di 0,156
mg/L di zolfo e acido salicilico. La stessa concentrazione o anche concentrazioni più basse sono
state in grado di uccidere completamente S. pseudintermedius antibiotico-sensibile, che è il batterio
patogeno più comune associato alle infezioni
batteriche cutanee (piodermiti) del cane. Comunque, 3 di 5 ceppi multi-farmaco resistenti sono stati
in grado di sopravvivere a diluizione 1:128 del
prodotto e sono state necessarie concentrazioni
fino a 0.312 o 0.625 mg/L di zolfo e acido salicilico per uccidere questi ceppi. Alte diluizioni del
prodotto (1:128 to 1:512) sono state in grado di
uccidere completamente alcune specie Gramnegative come E. coli e P. mirabilis, che sono solo
sporadicamente coinvolte nelle infezioni cutanee
nei cani. Lo shampoo è risultato essere meno
efficace nei confronti di P. aeruginosa come è
evidenziato dal fatto che due isolati appartenenti a
questa specie sono state uccisi a diluizione 1:32
(MBC=0.625 mg/L) e il terzo isolato è stato in
grado di sopravvivere anche dopo 10 minuti di
esposizione al prodotto non diluito (MBC>20
mg/L).
Confluent growth was recorded when the number of
colonies exceeded 50 and could not be counted. The
combined MBCs of sulphur and salicylic acid were
calculated based on the concentration of the two
ingredients in Zincoseb® shampoo (20 mg/L).
Results
MBCs differed depending on the type of microorganism (see Table). For Malassezia, 1:128 dilution of
the product was sufficient to kill any strains under in
vitro conditions. This dilution corresponds to a
concentration of 0,156 mg/L of sulphur and
salicylic acid. The same or even lower concentrations enabled complete killing of antibiotic susceptible S. pseudintermedius, which is the most
common bacterial pathogen associated with dog
skin infections. However, three of the five multidrug resistant strains were able to survive at 1:128
dilution of the product and concentrations up to
0.312 or 0.625 mg/L of sulphur and salicylic acid
were required to kill these strains. High product
dilutions (1:128 to 1:512) resulted in complete
killing of certain Gram-negative species such as E.
coli and
P. mirabilis, which are only sporadically involved in
skin infections in dogs. The shampoo was less
effective against P. aeruginosa as evidenced by the
fact that two isolates belonging two this species
were killed at 1:32 dilution (MBC=0.625 mg/L) and
the third isolate was able to survive even after 10
minutes of exposure to the undiluted product
(MBC>20 mg/L).
Osservazioni conclusive
Zincoseb® ha mostrato un’eccellente attività in
vitro nei confronti del patogeno target Malassezia
e dei principali patogeni batterici associate alle
infezioni cutanee canine, con la sola eccezione per
P. aeruginosa. Sulla base dei dati prodotti da
questo studio, Zincoseb® shampoo può essere
utilizzato con successo nei casi di dermatite in cui
Malassezia è associata a batteri, una situazione
frequentemente osservata in dermatologia veterinaria. In particolare, il batterio più frequentemente
patogeno S. pseudintermedius sembra essere
altamente sensibile alla formulazione di
Zincoseb®. La ridotta sensibilità osservata in
alcuni ceppi multi-farmaco resistenti, sebbene
scientificamente interessante, non è clinicamente
rilevante in base alle condizioni di utilizzo raccomandate dal produttore (1:1 diluizione in acqua e
almeno 5 minuti come tempo di contatto). E’
importante ricordare che l’efficacia clinica della
shampoo-terapia è fortemente associata alla capacità dei proprietari di cane di seguire le indicazioni
del foglietto illustrativo e alla spiegazione specifica dei veterinari circa tempo di contatto, protocollo e frequenza del trattamento e al mantenimento
di una cura appropriata tra i trattamenti. Quindi un
ruolo essenziale da parte dei Veterinari è di rimarcare l’attenzione dei loro clienti circa l’importanza
della compliance nella shampoo-terapia.
L’utilizzo di Zincoseb® non è indicato per il trattamento di infezioni cutanee sostenute da P. aeruginosa. Alti livelli di resistenza allo zolfo sono stati
precedentemente riportati da altri autori per questo
gruppo di batteri [4].
Concluding remarks
Zincoseb® shampoo showed excellent in vitro
activity against the target pathogen Malassezia and
all major bacterial pathogens associated with dog
skin infections, with the only exception of P. aeruginosa. Based on the data generated by this study,
the shampoo can be successfully used in cases of
dermatitis where Malassezia is accompanied by
bacteria, a situation frequently observed in veterinary dermatology. In particular, the most common
skin bacterial pathogen S. pseudintermedius appears
to be highly susceptible to the formulation of
Zincoseb® shampoo. The reduced susceptibility
observed in some multidrug-resistant strains,
although scientifically interesting, is not clinically
relevant according to the conditions of use recommended by the manufacturer (1:1 dilution in water
and at least 5 min of contact time). It is important to
remember that the clinical efficacy of shampoo
therapy is strongly associated with the capacity of
dog owners to follow manufacturers label directions
and veterinarians specific advice concerning
contact time, protocol and frequency of treatment,
and maintenance of proper grooming between
treatments. Accordingly, an essential role by Veterinarians is to draw the attention of their clients to the
importance of compliance in shampoo therapy.
The use of Zincoseb® shampoo is not indicated for
treatment of skin infections involving P. aeruginosa. High levels of resistance to sulphur have
previously been reported by other authors for this
bacterial group [4].
Results
Questo lavoro e i precedenti studi che hanno valutato l’attività antimicrobica di altri shampoo [5] e
detergenti auricolari [2-3,6] indicano che i prodotti
antisettici topici usati in dermatologia veterinaria
sono agenti antimicrobici molti potenti. In accordo
sia con studi in vitro [3] e in vivo [7], tali prodotti
possono essere utilizzati come preziosi strumenti
terapeutici per la cura di infezioni sostenute da
batteri multi-farmaco resistenti come S. pseudintermedius meticillina-resistente che si sono rapidamente diffusi universalmente e rappresentano un
serio problema terapeutico in medicina veterinaria
[7-8]. Sebbene shampoo veterinari sono spesso
utilizzati come terapia adiuvante a quella sistemica
con antibiotici e antifungini, a mio parere essi
potrebbero essere usati come alternative in molte
circostanze. Sono convinto che l’utilizzo razionale
di shampoo e altri prodotti antisettici potrebbe
avere effetti positivi sulla prevenzione della
resistenza antimicrobica riducendo l’uso di
antibiotici a largo spettro in dermatologia veterinaria e di conseguenza riducendo la pressione selettiva antibiotica. Tuttavia, sono necessari più studi
clinici per supportare questa teoria.
Coltura di lieviti (colorazione Diff Quick)
Yeast culture (Diff quick stain)
This study and previous studies evaluating the
antimicrobial activity of other shampoos [5] and ear
cleansers [2-3, 6] indicate that topical antiseptic
products used in veterinary dermatology are very
powerful antimicrobial agents. According to both in
vitro [3] and in vivo [7] studies, such products can
be used as valuable therapeutic tools to treat infections caused by multidrug-resistant bacteria such as
methicillin-resistant S. pseudintermedius, which are
rapidly spreading worldwide and represent a serious
therapeutic problem in veterinary dermatology
[7-8]. Although veterinary shampoos are often used
as an adjunct treatment to systemic therapy with
antibiotics and antifungals, in my opinion they
could be used as alternatives in many circumstances. I am convinced that rational use of shampoos
and other antiseptic products could have positive
effects on prevention of antimicrobial resistance by
reducing the use of broad-spectrum antibiotics in
veterinary dermatology and consequently by reducing antibiotic selective pressure. However, more
clinical studies are needed to support this theory.
© G.GHIBAUDO
Coltura batterica su Agar-sangue
Bacterial culture (blood agar)
Tabella. Diluizioni di Zincoseb® risultanti nella completa uccisione di organismi patogeni
associati alle infezioni cutanee canine.
Table. Zincoseb® shampoo dilutions resulting in complete killing of pathogenic organisms associated with dog skin infections.
Specie e ceppi testati
Malassezia pachydermatis26
Malassezia pachydermatis 27
Malassezia pachydermatis 28
Malassezia pachydermatis 29
Malassezia pachydermatis 30
Malassezia pachydermatis 100
Malassezia pachydermatis 101
Malassezia pachydermatis 102
Malassezia pachydermatis 103
Malassezia pachydermatis 104
Malassezia pachydermatis 105
Malassezia pachydermatis 106
Malassezia pachydermatis 107
Malassezia pachydermatis 108
Malassezia pachydermatis 109
Malassezia pachydermatis 110
Staphylococcus
Staphylococcus
Staphylococcus
Staphylococcus
Staphylococcus
Staphylococcus
Staphylococcus
Staphylococcus
Staphylococcus
Staphylococcus
1:8 1:16 1:32 1:64 1:128 1:256 1:512
+
++
+
++
+
++
+
++
+
++
++
++
+
++
+
++
+
++
+
++
+
+
+
+
+
++
+
+
++
pseudintermedius
pseudintermedius
pseudintermedius
pseudintermedius
pseudintermedius
pseudintermedius
pseudintermedius
pseudintermedius
pseudintermedius
pseudintermedius
-
-
-
-
-
Pseudomonas aeruginosa 6
Pseudomonas aeruginosa 41
Pseudomonas aeruginosa 45
+
-
Escherichia coli 5
Escherichia coli 33
Escherichia coli 37
Escherichia coli 38
Proteus mirabilis 25
- uccisione completa (no crescita)
- complete killing (no growth)
MRSP
MRSP
MRSP
MRSP
MRSP
MSSP
MSSP
MSSP
MSSP
MSSP
7
8
9
10
11
31
32
34
35
36
-
+
-
+
+
+
-
++
+
+
+
+
-
++
++
++
++
++
+
++
++
++
-
++
-
++
+
+
++
++
+
++
++
++
++
++
++
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
++
++
++
++
-
+ parziale inibizione (1-100 colonie)
+ partial inhibition (1-100 colonies)
++ nessun effetto (crescita confluente)
++ no effect (confluent growth)
Bibliografia/References
1. Maddison JE, Page SW, Church DB. Topical dermatological therapy. In:
Small animal clinical pharmacology, 2nd edition 2008. Saunders Ltd.
2. Swinney A, Fazakerley J, McEwan N, Nuttall T. Comparative in vitro antimicrobial efficacy of commercial ear cleaners. Journal of Veterinary Dermatology 2008; 19: 373-379.
3. Guardabassi L, Ghibaudo G, Damborg P. 2009. In vitro antimicrobial
activity of a commercial ear antiseptic containing chlohexidine and TrisEDTA. Veterinary Dermatology (in press).
4. Taj A, Baqai R. Antimicrobial effects of alum and sulphur on bacteria
isolated from mineral and hospital water. Infectious Disease Journal
2007;16:10-13.
5. Lloyd DH, Lamport AI. Activity of chlorhexidine shampoos in vitro against
Staphylococcus intermedius, Pseudomonas aeruginosa and Malassezia
pachydermatis. Veterinary Records 1999; 144: 536-537.
6. Lloyd DH, Lamport AI. Evaluation in vitro of the antimicrobial activity of
two topical preparations used in the management of ear infections in the
dog. Veterinary Therapeutics 2000; 1: 43-47.
7. Loeffler A, Linek M, Moodley A, Guardabassi L, Sung JML, Winkler M,
Weiss R, Lloyd DH. First report of multiresistant, mecA-positive Staphylococcus intermedius in Europe: 12 cases from a veterinary dermatology
referral clinic in Germany. Veterinary Dermatology 2007; 18: 412-421.
8. Moodley A, Stegger M, Zakour NLB, Fitzgerald JR, Guardabassi L. Tandem
repeat sequence analysis of staphylococcal protein A (spa) gene in
methicillin-resistant Staphylococcus pseudintermedius. Veterinary Microbiology 1009; 135: 320-326.
Shampoo terapia
Materiale fotografico © G.Ghibaudo
mentalism® sas