Essential Oils: A Anti-Burkholderia cepacia Complex Activity of Essential Oils: a Preliminary Analysis

Abstract

tässä työssä olemme tarkastaneet kuudesta eri lääkekasvista (Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare, Rosmarinus officinalis, Lavandula officinalis, Melaleuca alternifolia, ja Thymus vulgaris) uutettujen eteeristen öljyjen kyvyn estää kasvua 18 bakteerikannassa, jotka kuuluvat 18 tunnettuun lajiin Burkholderia cepacia Complex (BCC). Nämä bakteerit ovat opportunistisia ihmisen patogeeneja, jotka voivat aiheuttaa vakavan infektion immuunipuutteisille potilaille, erityisesti kystistä fibroosia sairastaville, ja ovat usein vastustuskykyisiä useille antibiooteille. Näiden kuuden öljyn tuottamien aromatogrammien analyysi paljasti, että erilaisesta kemiallisesta koostumuksestaan huolimatta ne kaikki kykenivät vertailemaan Bcc: n jäsenten kasvua. Kuitenkin kolme niistä (ts., Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare ja Thymus vulgaris) olivat erityisen aktiivisia Bcc-kantoihin verrattuna, mukaan lukien ne, joilla on korkea siprofloksasiiniresistenssi tai jotka ovat resistenttejä BCC-infektioihin käytetyimmistä antibiooteista. Nämä kolme öljyä ovat myös aktiivisia sekä ympäristöön että kliinisiin kantoihin (eristetty CF-potilaista), mikä viittaa siihen, että niitä voidaan käyttää tulevaisuudessa B. cepacia complex-infektioiden torjuntaan.

1. Johdanto

eteeriset öljyt (EOS) koostuvat monimutkaisesta sekoituksesta haihtuvia ja tuoksuvia aineita, joita kaikki kasvielimet tyypillisesti syntetisoivat sekundaarisina aineenvaihduntatuotteina ja jotka uutetaan vesi-tai höyrytislauksella, liuotinuuttamisella, paineen alla tapahtuvalla ilmaisulla, ylikriittisellä nesteellä ja alikriittisellä vesiuuttamisella . EOs: iin kuuluu kaksi biosynteettisesti toisiinsa liittyvää ryhmää, pääasiassa terpeenit ja terpenoidit sekä toissijaisesti aromaattiset ja alifaattiset aineosat, joille kaikille on ominaista pieni molekyylipaino. EOS-terpenoidien biologisia ominaisuuksia ei ole selvitetty hyvin, mutta niiden tehtävänä on suojata kasveja pedoilta ja mikrobipatogeeneilta, ja ne voivat olla tärkeitä kasvien ja muiden eliöiden vuorovaikutuksessa (esim.pölyttäjien houkuttelu). Sama kasvilaji voi tuottaa erilaisia EOS-kemotyyppejä (eli kemiallisia komponentteja). Esimerkiksi Thymus vulgaris, morfologisesti identtinen laji, jolla on stabiili karyotyyppi, koostuu seitsemästä eri kemotyypistä riippuen siitä, onko eteerisen öljyn hallitseva komponentti tymoli, karvakroli, linalooli, geraniol, sabineenihydraatti, α-terpineoli vai eukalyptoli.

viime vuosina bakteerien vastustuskyvyn kehittyminen useita antibiootteja vastaan on kiihtynyt dramaattisesti. Mikrobilääkkeiden kinolonit/fluorokinolonit, atsoli-ja polyeeniluokat ovat usein viimeinen keino infektioiden hoitoon; näin ollen mahdollisuudet saada vastustuskykyä näitä mikrobilääkkeitä ovat suuremmat . EOs: llä ja muilla kasviuutteilla on antibakteerisia, antifungaalisia ja antiviraalisia ominaisuuksia, ja niitä on tutkittu maailmanlaajuisesti uusien antimikrobisten yhdisteiden mahdollisina lähteinä . Siten EOs: ää ja sen ainesosia voidaan toivottavasti harkita tulevaisuudessa kliinisempiin arviointeihin ja mahdollisiin sovelluksiin sekä nykyisten lääkkeiden liitännäisaineiksi . EOS: n antimikrobisia ominaisuuksia on raportoitu useissa tutkimuksissa. Thymus-ja Origanum-lajien suuren antimikrobisen aktiivisuuden on katsottu johtuvan niiden fenolisista komponenteista, kuten tymolista ja karvacrolista, ja Eugenia caryophyllus -, Syzygium aromaticum-ja Ocimum basilicum-bakteereista, eugenolista . Itse asiassa timjami ja oregano EOs voi estää joitakin patogeenisiä bakteerikantoja, kuten Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Salmonella kolerasuis, ja Salmonella typhimurium, esto korreloi suoraan karvacrol ja tymoli . Mekanismit, joilla eteeriset öljyt voivat estää mikro-organismeja, sisältävät erilaisia vaikutustapoja ja voivat osittain johtua niiden hydrofobisuudesta. Tämän seurauksena ne jakaantuvat solukalvon lipidikerrokseen, mikä tekee siitä läpäisevämmän, mikä johtaa elintärkeän solusisällön vuotamiseen . EOS-yhdistelmän tai sen puhdistettujen komponenttien vaikutusmekanismeista mikro-organismeihin on vähemmän raportteja. Niihin kuuluvat yleisen biokemiallisen reitin vaiheittainen esto, suojaavien entsyymien esto ja soluseinän aktiivisten aineiden käyttö muiden mikrobilääkkeiden soluunoton tehostamiseksi. Hiilivetyjen kyky vuorovaikutuksessa solukalvon kanssa helpottaa karvakrolin tunkeutumista soluun. Monissa tapauksissa aktiivisuus johtuu EOS: ssä esiintyvien eri yhdisteiden, kuten fenolien, aldehydien, ketonien, alkoholien, esterien, eetterien tai hiilivetyjen, monimutkaisesta vuorovaikutuksesta . On todennäköistä, että bakteerien on vaikeampi kehittää vastustuskykyä monikomponenttiselle EOs: lle kuin tavallisille antibiooteille, jotka koostuvat usein vain yhdestä molekyylisestä kokonaisuudesta . Esimerkiksi teepuuöljyn monikomponenttisuus voi vähentää resistenssin mahdollisuutta esiintyä spontaanisti, koska useita samanaikaisia mutaatioita voidaan tarvita kaikkien komponenttien antimikrobisten vaikutusten voittamiseksi. Tämä tarkoittaa sitä, että useiden kohteiden olisi sopeuduttava öljyn vaikutusten voittamiseksi .

kliinisiä tutkimuksia EOs: llä on vähän. Ajankohtainen käyttö on tällä hetkellä lupaavin strategia sekä iholle että limakalvoille. Hengitysteitse tapahtuvasta käytöstä on jonkin verran toivoa, mutta kliininen arviointi on tarpeen. Suun kautta annosteltavan EOs: n turvallisuudesta on vain vähän tietoa, joten tällä tavoin annosteltavan EOs: n farmakokinetiikkaa, farmakodynamiikkaa ja mahdollista toksisuutta koskevaa tietoa on lisättävä .

erityisen kiinnostava tästä näkökulmasta on mahdollisuus hoitaa kystisen fibroosin (CF) potilaita. Yksi tärkeimmistä opportunistisista CF-taudinaiheuttajista edustaa hyvin heterogeeniseen Burkholderia-sukuun (BCC) kuuluvia bakteereja, joihin kuuluu tällä hetkellä yli seitsemänkymmentä lajia, jotka on eristetty monenlaisista lajeista. Monet suvun jäsenet voivat aiheuttaa infektioita kasveissa, eläimissä ja ihmisissä, ja useimmat tutkimukset ovatkin keskittyneet näihin patogeenisiin lajeihin niiden kliinisen merkityksen vuoksi . Viime aikoina on kuitenkin kuvattu yhä enemmän kasveihin tai ympäristöön liittyviä Burkholderia-lajeja, jotka pystyvät korjaamaan typpeä, nyökyttelemään palkokasveja tai edistämään kasvien kasvua . Patogeenisistä lajeista BCC-bakteerit, geneettisesti erilliset mutta fenotyypillisesti samankaltaiset bakteerit , joihin tähän mennessä kuuluu 18 läheistä sukua olevaa bakteerilajia, ovat tulleet tunnetuiksi opportunistisina patogeeneinä ihmisillä. Vaikka niitä ei pidetä normaaliväestölle tärkeinä taudinaiheuttajina, joitakin niistä pidetään vakavina uhkina tietyille potilasryhmille, kuten CF-potilaille . CF on valkoihoisten kuolemaan johtava geneettinen sairaus, ja potilaiden sairastuvuuden ja kuolleisuuden pääsyy on krooninen keuhkoinfektio, johon liittyy eri bakteerilajeja (pääasiassa Pseudomonas aeruginosa), sieniä ja viruksia . Bcc-lajien osalta kroonisen infektion esiintyvyyden (2009 ja 2010) on raportoitu vaihtelevan 0-12 prosentin välillä CF-populaatiosta, joka käy eri CF-keskuksissa . Vaikka se ei ole korkea verrattuna muihin CF-patogeeneihin, Bcc-tartunnat korreloivat huonompaan ennusteeseen, pidempiin sairaalassaoloaikoihin ja suurentuneeseen kuolemanriskiin .

yksi syy Bcc-lajien aiheuttamien infektioiden suureen kuolleisuuteen on niiden suuri antibioottiresistenssi: ne ovat luontaisesti vastustuskykyisiä monille antibiooteille ja voivat kehittyä in vivo resistenssiksi periaatteessa kaikille mikrobilääkeryhmille . Korkea antibioottiresistenssi johtuu tietyille antibioottiluokille ominaisista mekanismeista ja kaikille Gramnegatiivisille bakteereille ominaisesta sisäisestä resistenssistä, joka johtuu ulkokalvosuojan ja poistojärjestelmien ilmentymisen välisestä yhteistyöstä . Monilääkejärjestelmien välillä gramnegatiivisten bakteerien luontainen lääkeresistenssi johtuu pääasiassa RND: n (resistance-nodulation-cell division protein family) tyyppisistä lääkkeiden viejistä . Tällaisten proteiinien esiintyminen ja jakautuminen joissakin saatavilla olevissa Burkholderia-genomeissa tunnetaan, ja joitakin näistä systeemeistä on myös kokeellisesti luonnehdittu .

uusia mikrobilääkkeitä tarvitaan aina torjumaan Bcc: lle resistenttejä mutantteja, jotka valitaan edelleen nykyisillä hoito-ohjelmilla. Bakteeriresistenssi johtaa usein hoidon epäonnistumiseen, joka aiheuttaa vakavia jälkivaikutuksia erityisesti kriittisesti sairailla potilailla . Epäasianmukaiset tai tarpeettomat antibioottiresistenssimääräykset, antibioottien liiallinen käyttö maataloudessa ja karjataloudessa sekä se, että potilas ei noudata kaikkia antibioottikuureja, joissa kaikissa valitaan resistenttejä bakteereja, näyttävät olevan avainasemassa antibioottiresistenssin synnyssä. Vastustuskykyiset bakteerit voivat myös levitä ja muuttua laajemmiksi infektioiden hallintaan liittyviksi ongelmiksi paitsi terveydenhuollon laitoksissa myös yhteisöissä. Tästä syystä on kiireesti kehitettävä uusia antibakteerisia hoitomuotoja paitsi Bcc-bakteereita myös muita erilaisia ihmisen taudinaiheuttajia vastaan . Tässä yhteydessä yksi tärkeimmistä lähestymistavoista edustaa uusien luonnollisten lääkkeiden etsimistä “epätavallisista” lähteistä; erityisen mielenkiintoinen saattaa olla eteeriset öljyt, koska ne ovat monikomponenttisia ja periaatteessa bakteerien todennäköisyys kehittää vastustuskykyä tälle aineiden seokselle saattaa olla paljon pienempi kuin yhdelle molekyylille.

siksi tämän työn tavoitteena oli tutkia kuuden eri eteerisen öljyn mikrobilääkeresistenssiä verrattuna BCC-bakteeripaneeliin, joista joissakin esiintyy moniresistenssiä eri lääkkeille ja jotka ovat joko kliinisiä tai ympäristövaikutuksia, jotta voitaisiin tarkistaa, voidaanko eteerisiä öljyjä käyttää BCC-infektioiden torjuntaan CF-potilailla.

2. Materiaalit ja menetelmät

2.1. Bakteerikannat ja kasvuolosuhteet

tässä työssä käytetyt bakteerikannat on lueteltu taulukossa 1. Niitä kasvatettiin joko Tryptoni-soija-agarilla (TSA, Oxoid S. p.a., Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italia) väliaine 37°C: ssa kahden päivän ajan tai nestemäisessä Tryptoni-Soijaliemessä (TSB, Oxoid S. p.A., Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italia) väliaine 37°C: ssa ravistettuna.

Burkholderia cepacia complex strains
Strain Origin Species Sensitivity to
Eugenia caryophyllata Origanum vulgare Rosmarinus officinalis Lavandula hybrida Melaleuca alternifolia Thymus vulgaris Ciprofloxacin
LMG 13010 CF B. multivorans ES ES S S S ES VS
J2315 CF B. cenocepacia ES ES S S S ES S
LMG 14294 CF B. stabilis ES ES S S S ES NS
LMG 24064 CF B. latens ES ES ES S S ES ES
LMG 24065 CF B. diffusa ES ES VS S S ES VS
LMG 18943 CF B. dolosa ES ES VS S VS ES NS
LMG 24067 CF B. seminalis ES ES S S S ES VS
LMG 24068 CF B. metallica ES ES S S S ES ES
LMG 26883 CF B. pseudomultivorans ES ES VS S S ES VS
LMG 23361 AI B. contaminas ES ES VS S S ES ES
LMG 1222 Env B. cepacia VS ES S S S ES VS
LMG 10929 Env B. vietnamiensis ES ES ES S VS ES ES
LMG 19182 Env B. ambifaria ES ES NS S S ES ES
LMG 20980 Env B. anthina ES ES VS S ES ES ES
LMG 14191 Env B. pyrrocinia ES ES VS S ES ES ES
LMG 22485 Env B. lata ES ES S S S ES ES
LMG 24066 Env B. arboris ES ES VS S S ES ES
LMG 20358 Env B. ubonensis ES ES ES S VS ES ES
CF: strain isolated from cystic fibrosis patient; Env: environmental strain; AI: animal infection; NS, S, VS, and ES: ei herkkä, herkkä, erittäin herkkä, ja erittäin herkkä, vastaavasti (mukaan Ponce et al., 2003) .
Taulukko 1
luettelo tässä työssä käytetyistä bakteerikannoista ja niiden herkkyydestä tässä työssä testatuille eteerisille öljyille.

2, 2. Aromatogrammit
2.2.1. Mikrobisuspensioiden ja elatusaineen valmistus

jokainen bakteerikanta kasvatettiin 37°C: n lämpötilassa nestemäisessä elatusaineessa (TSB) ravistamalla; kasvua tarkastettiin säännöllisin väliajoin (spektrofotometrinen lukema OD600: lla), kunnes kasvuvaiheen eksponentiaalinen loppu saavutettiin. Sarjalaimennokset 1: 10-10-5 kutakin bakteerisuspensiota pinnoitettiin TSA: n petrimaljoihin mikro-organismien laskemiseksi ja sen varmistamiseksi, että näytteissä olevien bakteerien määrä oli riittävä testien suorittamiseen.

TSA, jota käytettiin agar-diffuusiomäärityksissä, rikastettiin sopivalla määrällä dimetyylisulfoksidia (DMSO, Carlo Erba Reagenti S. p.a., Strada Rivoltana km 6/7, 20090 Rodano, MI, Italia), steriloitu suodattamalla suodattimilla, joiden huokoshalkaisija on 0,22 µm (Sartorius Italy Srl, Viale A. Casati 4, 20835 Muggiò, MB, Italia), jolloin saadaan 0,5-prosenttisia (v/v) liuoksia, jotka tunnistetaan dtsa: n lyhenteillä. DMSO: n, sulfoksidien luokkaan kuuluvan aproottisen orgaanisen liuottimen, lisäämisen tarkoituksena oli helpottaa eteeristen öljyjen liukoisuutta viljelyaineen edustamaan vesipitoiseen väliaineeseen.

2, 2, 2.

tässä tutkimuksessa käytetyt eteeriset öljyt (Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare, Rosmarinus officinalis, Lavandula hybrida, Melaleuca alternifolia ja Thymus vulgaris) uutettiin höyrytislausmenetelmällä ja ostettiin samalta vähittäismyyjältä (Prodotti Phitocosmetici Dott. Vannucci di Vannucci Daniela e C. Sas, Via La Cartaia Vecchia 3, 59021 Vaiano (PO), Italia). Kaikki EOS-ja EOS-laimennokset säilytettiin 4°C: ssa ennen käyttöä.

2, 2, 3. Agar Disk Diffusion Assay

Burkholderia-solususpensioita juovutettiin DTSA: n petrimaljoissa. Steriilit suodatinpaperilevyt (Oxoid SpA. Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italia) 6 mm: n läpimitta liotettiin 10 µL: lla kutakin ei-laimennettua EO: ta ja asetettiin astioiden pinnalle. Agar-levyjen pintaan tehtiin lisäksi positiivisia ja negatiivisia kontrolleja; ne olivat siprofloksasiini-antibiootti (3 µg/10 µL) (Oksoid S. p.a. Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italia) ja DMSO: n 0, 5-prosenttinen liuos steriilissä deionisoidussa vedessä. Levyjä inkuboitiin lämpötilassa 48 tuntia aerobisesti. Inkubaation jälkeen estovyöhykkeiden halkaisija mitattiin millimetreinä, mukaan lukien levyn halkaisija. Herkkyys EOS: lle luokiteltiin inhibitioalueiden halkaisijan mukaan seuraavasti: Ei herkkä kokonaishalkaisijalle, joka on pienempi kuin 8 mm, herkkä kokonaishalkaisijalle 9-14 mm, erittäin herkkä kokonaishalkaisijalle 15-19 mm, ja erittäin herkkä kokonaishalkaisijalle, joka on suurempi kuin 20 mm . Kukin määritys tehtiin kolmena kappaleena kolmella erillisellä koeajolla.

2, 3. Eteeristen öljyjen koostumuksen

kaasun kromatografiset (GC) analyysit tehtiin HP-5890 II-sarjan laitteella, joka oli varustettu HP-5-kapillaarikolonnilla (30 µm × 0,25 mm, 0,25 µm kalvon paksuus) ja jossa käytettiin seuraavaa lämpötilaohjelmaa: 60°C 10 minuutin ajan, ramppi 5°c/min-220°C; injektorin ja detektorin lämpötilat 250°C; kantokaasu, typpi (2 mL/min); detektori, kaksiliekin ionisaation havaitseminen (Fid); jakosuhde 1 : 30; injektio 0, 5 µl. Aineosat on tunnistettu molempien sarakkeiden osalta vertaamalla niiden retentioaikoja puhtaiden aitojen näytteiden retentioaikoihin ja käyttämällä niiden lineaarisia retentioindeksejä (LRI) suhteessa hiilivetysarjaan. Kaasukromatografia-elektroni-iskumassaspektrometria (GC-EIMS) – analyysit tehtiin Varian CP 3800-kaasukromatografilla (Varian, Inc. Palo Alto, CA) varustettu dB-5-kapillaarikolonnilla (Agilent Technologies Hewlett-Packard, Waldbronn, Saksa; 30 m × 0,25 mm, pinnoitteen paksuus 0,25 mm) ja Varian Saturn 2000-ioniloukku-massailmaisimella. Analyysiolosuhteet olivat seuraavat: injektorin lämpötila 250°C ja siirtolinjan lämpötila 240°C, uunin lämpötila ohjelmoitiin 60-240°C 3 ° c/min, kantokaasu, helium 1 mL/min, jakamaton injektori. Aineosien tunnistaminen perustui aitojen näytteiden retentioaikojen vertailuun, niiden LRI-arvoa verrattiin n-hiilivetysarjaan ja tietokonesovitukseen kaupallisten ja kotitekoisten kirjastojen massaspektrien kanssa, jotka on rakennettu tunnettujen näytteiden puhtaista aineista ja komponenteista, sekä MS-kirjallisuustietoihin . Lisäksi kaikkien tunnistettujen aineiden molekyylipainot vahvistettiin kaasukromatografia-kemiallinen ionisaatiomassaspektrometria (GC-CIMS) käyttäen kemiallisena ionisaatiokaasuna metanolia.

2, 4. Tilastolliset analyysit

Inhibitioalueet eri EOs: ien BCC-kannoissa analysoitiin käyttämällä pääasiallista komponenttianalyysiä, joka on toteutettu aiemmissa ohjelmistoissa . Kruskal-Wallisin testiä Bonferroni error protection – tekniikalla sovellettiin eri EOS: ien kokonaisestoalueiden vertailuun Analyse-it-ohjelmiston avulla (Analyse-it Software, Ltd.).

3. Tulokset ja keskustelu

3.1. Eteeristen öljyjen koostumus

eteeriset öljyt ovat hyvin monimutkaisia luonnollisia seoksia, joissa voi olla noin 20-60 komponenttia aivan eri pitoisuuksina. Niille on ominaista kaksi tai kolme pääkomponenttia melko suurina pitoisuuksina (20-70%) verrattuna muihin hivenainemäärissä esiintyviin komponentteihin. Terpenoidit (pääasiassa monoterpenoidit ja seskviterpenoidit) ovat yleensä pääasiallisia aineosia, mutta joillekin eteerisille öljyille on ominaista aromaattiset (fenyylipropanoidit) ja alifaattiset aineosat, joille kaikille on ominaista pieni molekyylipaino.

testatut eteeriset öljyt olivat kaupallisia näytteitä, ja ne analysoitiin GC: llä käyttäen detektorina fid: n ja elektronien törmäysmassaspektrometriaa. Aineosat tunnistettiin vertaamalla molempien sarakkeiden retentioaikoja puhtaiden aitojen näytteiden retentioaikoihin ja käyttämällä lineaarisia retentioindeksejä (LRI) kotitekoisista kirjastojen massaspektreistä ja kirjallisuudesta saatuihin hiilivetyjen sarjaan ja MS-tietoihin.

lähes 100% oregano-eteerisen öljyn haihtuvista aineista tunnistettiin: 77, 2% hapetettuja monoterpeenejä, joita edusti pääasiassa karvakroli ja joita edusti 71, 8% eteerisestä öljystä; 19, 2% aineosista oli monoterpeenihiilivetyjä, pääasiassa kymeeniä; 2.9% oli seskviterpeenejä hiilivetyjä ja 0,6% hapetettuja seskviterpeenejä.

myös rosmariinin eteerisessä öljyssä tunnistettuja haihtuvia aineita oli 99, 9%, ja happipitoisia monoterpeenejä (64, 6%) edusti pääasiallinen Haihtuva 1,8-sineoli (43, 9%). Monoterpeenihiilivedyt olivat 25,9%, pääasiassa α-pineeniä. Seskviterpeenihiilivetyjä oli 9,1% ja hapetettuja seskviterpeenejä vain 0,3%.

timjamiöljyn tunnistettujen ainesosien kokonaismäärä oli 99, 5%. Näille haihtuville aineille oli ominaista, että 53,7% monoterpeenihiilivedyistä oli 47.9% p-kymeeniä ja hapetettuja monoterpeenejä 45, 6%, pääasiassa tymolia (43, 1%). Haihtuvista aineista vain 0,2% oli seskviterpeenejä hiilivetyjä.

noin 98% neilikkaöljyn aineosista tunnistettiin ja päämetaboliitti oli eugenoli (85%), tyypillinen fenyylipropanoidi, kun taas 11, 2% aineosista tunnistettiin seskviterpeenihiilivedyiksi, joka on päämolekyyli β-karyofylleeni (9%).

noin kaikki (99, 1%) M. alternifolian aineosista tunnistettiin; tärkeimmät yhdisteet olivat hapetetut monoterpeenit, joista 4-terpineoli oli tärkein (39, 9%). Loput öljystä edustivat pääasiassa monoterpeenihiilivetyjä (41,4%) ollen γ-terpineeni (14,4%) ja α-terpineeni (8,8%) tärkeimmät molekyylit.

3, 2. Eteeristen öljyjen antimikrobinen vaikutus Burkholderia cepacia Complex (BCC) – kantoihin

kuuden eri EOs-kannan (E. caryophyllata (Ec), O. vulgare (Ov), R. officinalis (Ro), L. hybrida (LH), M. alternifolia (Ma) ja T. vulgaris (Tv)) mikrobilääkeresistenssi tarkastettiin 18 taulukossa 1 luetellun BCC-tyypin kannan osalta, jotka edustavat 18 tunnettua Bcc-lajia.; tämä paneeli koostuu joko kliinisestä tai ympäristöperäisestä kannasta.

saadut tiedot on esitetty kuvassa 1, ja ne osoittavat seuraavaa.i) kaikilla 18 bakteerikannalla, jotka ovat peräisin sekä kliinisestä että ympäristöperäisestä alkuperästä, oli, joskin eri laajuudessa, herkkyys kullekin kuudesta testatusta EOs: stä.ii)Ponce et al. , kolmella eteerisellä öljyllä, Ec: llä, Tv: llä ja Ov: llä, oli erittäin korkea inhibitorinen teho verrattuna kaikkiin testattuihin Bcc-kantoihin. Itse asiassa he kaikki olivat erittäin herkkiä näille kolmelle EOs: lle.(iii) on mielenkiintoista, että nämä kolme EOs: ää aiheuttivat paljon suuremman inhiboivan halon kuin siprofloksasiinin aikaansaama halo, mikä viittaa siihen, että ne ovat aktiivisempia kuin tämä antibiootti.iv) kolmessa muussa EOs: ssä (Ro, Lh ja Ma) havaittiin Bcc: n kasvua estävä vaikutus, joka oli alhaisempi kuin edellä mainituissa kolmessa EOs: ssä; niiden aikaansaamat inhiboivat halot olivat kuitenkin samanlaisia ja monissa tapauksissa suurempia kuin siprofloksasiinin aikaansaamat halot.(V) kliinisillä kannoilla ja ympäristökannoilla ei ilmeisesti ollut erilaista herkkyyttä tietylle EO: lle (tai EOs-joukolle), mutta ne olivat eri tavalla herkkiä siprofloksasiinille (Taulukko 1). Kaksi niistä, LMG 14294 (B. stabilis) ja LMG 18943 (B. dolosa), olivat resistenttejä antibiootille, ja B. cenocepacia J2315, joka edusti MALLIJÄRJESTELMÄÄ CF-potilaiden BCC-infektion tutkimuksessa, osoitti vähäistä herkkyyttä siprofloksasiinille. Näillä kolmella kannalla on kliininen alkuperä. Tästä huolimatta samat kolme kantaa olivat äärimmäisen herkkiä kolmelle aktiivisimmalle EOs: lle.ympäristön Bcc-kannat olivat paljon herkempiä siprofloksasiinille kuin kliiniset vastaavat kannat.Ero herkkyydestä EOs: lle ja siprofloksasiinille vahvistettiin pääkomponenttianalyysillä (kuva 2). Kuten kaksilotosta käy ilmi, EOs: n vektorit ovat eri tavalla orientoituneita kuin siprofloksasiinin (C+) vektorit. Lisäksi Ov: n ja Tv: n vektorit vaikuttivat suuresti herkkyyden differentiaalimalliin, mikä vahvisti, että aktiivisimmat eteeriset öljyt olivat T. vulgaris ja O. vulgare. EOs: n ja siprofloksasiinin inhibitioiden parivertailu (Kruskal-Wallis-testi) osoitti, että eri EOs: ien ja siprofloksasiinin inhibitoristen halojen välillä on suuria eroja, mikä korostaa havaittuja eroja kuuden EOs: n inhibitorisessa tehossa (Taulukko 1, kuva 1).

(a)
(a)

(b)
(b)

(a)
(a)(B)
(b)
kuva 1
inhibitory Power of essential oils. Tulokset agar-diffuusiomäärityksestä, joka on tehty 18 BCC-tyyppikannalle. Histogrammin jokainen palkki edustaa kullekin analysoidulle EOS: lle saadun inhibitorisen alueen keskiarvoa. Grafiikassa ilmoitetaan keskihajonnat jokaiselle saadulle aritmeettiselle keskiarvolle: (1) Thymus vulgaris, (2) Rosmarinus officinalis, (3) Lavandula hybrida, (4) Eugenia caryophyllata, (5) Melaleuca alternifolia, (6) Origanum vulgare, and (7) Ciprofloxacin.
Figure 2

Differences in the patterns of inhibition of essential oils. Upper panel: principal component analysis biplot of inhibitory patterns 18 Bcc strains (centroids) treated with different EOs and ciprofloxacin (C+). The percentage of variance explained by the first two principal components is reported. Alempi paneeli: parivertailujen arvot (Kruskal-Wallis test ja Bonferroni error protection) EOS: n ja C+: n välillä. n. S.: ei merkittävä; *; **; ***.

4. Päätelmät

tässä työssä olemme tehneet alustavan analyysin kuuden eri eteerisen öljyn kyvystä estää B. cepacia-kompleksiin kuuluvien kantojen kasvua, joiden jäsenet ovat vaarallisia CF-potilaille; itse asiassa ne voivat aiheuttaa vakavia infektioita immuunipuutteisille potilaille, kuten kystistä fibroosia sairastaville. Tämä ajatus perustuu aiempiin tutkimustuloksiin, jotka osoittavat, että eteeriset öljyt pystyvät estämään joidenkin ihmisen patogeenien, kuten E. coli, S. enteritidis, S. koleraesuis ja S. typhimurium, kasvua . Parhaan tietomme mukaan näiden kemiallisten yhdisteiden seosten kyvystä estää Bcc: n jäsenten kasvua ei kuitenkaan tiedetä mitään.

tästä syystä valitsimme kuusi erilaista eteeristä öljyä (E. caryophyllata, O. vulgare, R. officinalis, L. officinalis, M. alternifolia ja T. vulgaris), jotka testattiin 18 tunnetun BCC-lajin tyyppikantoja sisältävää paneelia vastaan.

kuuden EOs: n koostumus oli aivan erilainen, mutta tästä huolimatta niillä kaikilla oli estävä vaikutus verrattuna kaikkiin 18 BCC: n kantoihin, mikä viittaa siihen, että yksi yhdiste tai (todennäköisemmin) useampi kuin yksi yhdiste (KS.jäljempänä) kussakin eteerisessä öljyssä saattaa häiritä Bcc: n solujen kasvua. Kuitenkin kuusi eteeristä öljyä osoitti erilainen inhibitorinen aktiivisuus ja mukaan Ponce et al. ne voidaan jakaa kahteen eri klusteriin; ensimmäinen sisältää T. vulgaris, O. vulgare ja E. caryophyllata, kun taas toinen sisältää R. officinalis, M. alternifolia ja L. officinalis (Taulukko 2). Bcc: n kannat olivatkin erittäin herkkiä ensimmäiseen ryhmään kuuluville EOs: ille ja vain herkkiä kolmelle muulle.

Constituents LRI Essential oil
Lavandula hybrida Eugenia caryophyllata Melaleuca alternifolia Origanum vulgare Rosmarinus officinalis Thymus vulgaris
Tricyclene 928 0.2 tr
-Thujene 933 0.6 tr
-Pinene 941 0.4 0.2 3.8 1.7 11.5 4.3
Camphene 955 0.3 tr 0.4 4.1 0.1
Thuja-2.4(10)-diene 959 tr
Sabinene 977 0.1 tr 0.6
-Pinene 982 0.6 0.1 2.1 0.4 3.8 1.2
Myrcene 993 0.5 0.6 1.3 1.3
-Phellandrene 1006 0.4 tr 0.2
1-Hexyl acetate 1010 0.1
-3-Carene 1013 tr tr tr
1.4-Cineole 1018 0.1
-Terpinene 1020 tr 8.8 0.8 0.4
-Cymene 1027 0.3 tr 3.7 11.6 1.9 47.9
Limonene 1032 0.7 0.1 2.0 1.1 1.8 0.2
1.8-Cineole 1034 6.9 tr 2.9 0.6 43.9 0.2
()–Ocimene 1042 0.3
-Terpinene 1063 tr 14.4 1.7 0.4
cis-Sabinene hydrate 1070 0.1 tr tr
cis-Linalool oxide (furanoid) 1077 0.3
Terpinolene 1090 4.4 0.2 0.3
trans-Linalool oxide (furanoid) 1090 0.2
1-Pentyl butyrate 1094 tr
trans-Sabinene hydrate 1099 0.3
Linalool 1101 27.1 1.8 0.9 1.2
1-Octenyl acetate 1112 0.4
exo-Fenchol 1118 tr tr tr
cis-p-Menth-2-en-1-ol 1123 0.4
Terpinen-1-ol 1135 0.2
trans-Pinocarveol 1141 tr
trans-p-Menth-2-en-1-ol 1142 0.4
Camphor 1145 8.4 tr 11.3
1-Hexyl isobutyrate 1152 0.2
Isoborneol 1158 0.2
trans-Pinocamphone 1162 tr
Pinocarvone 1164 tr
Borneol 1168 3.2 0.4 4.2
Lavandulol 1171 0.6
cis-Pinocamphone 1175 tr
4-Terpineol 1178 3.9 tr 39.9 0.2 0.8
-Cymen-8-ol 1185 tr
-Terpineol 1190 1.7 4.2 0.4 2.6 0.6
1-Hexyl butyrate 1193 0.6
cis-Piperitol 1195 tr
Verbenone 1206 0.2
trans-Piperitol 1207 0.2
Nerol 1230 0.2
1-Hexyl 2-methylbutyrate 1235 0.1
1-Hexyl 3-methylbutyrate 1244 0.3
Chavicol 1252 tr
Linalyl acetate 1259 30.4
trans-Ascaridolglycol 1268 0.2
Isobornyl acetate 1287 0.2 0.7
Lavandulyl acetate 1291 3.3
Thymol 1292 1.6 43.1
Carvacrol 1301 71.8 0.4
1-Hexyl tiglate 1333 0.2
-Cubebene 1352 tr tr
Eugenol 1358 85.0
Neryl acetate 1365 0.4
-Ylangene 1373 0.2
-Copaene 1377 0.2 tr tr 0.6
Geranyl acetate 1383 1.0
-Gurjunene 1410 0.5
-Caryophyllene 1419 2.2 9.0 0.5 2.7 5.1 0.2
Lavandulyl isobutyrate 1424 0.1
trans–Bergamotene 1437 0.2 tr
-Guaiene 1440 1.4 0.2
(Z)–Farnesene 1444 0.2
-Humulene 1455 tr 1.4 0.1 0.2 0.5 tr
(E)–Farnesene 1459 1.1
Alloaromadendrene 1461 0.6
-Muurolene 1478 0.6
Germacrene D 1482 0.3
Valencene 1493 0.3
Viridiflorene 1494 1.3 0.2
Bicyclogermacrene 1496 0.7
-Muurolene 1499 0.2 0.2
-Bisabolene 1509 0.2 0.2
Lavandulyl 2-methylbutyrate 1513 0.4
trans–Cadinene 1514 0.5 0.4
-Cadinene 1524 0.6 1.8 0.9
trans-Cadina-1(2).4-diene 1534 0.2
Spathulenol 1577 0.2
Caryophyllene oxide 1582 0.6 0.5 0.6 0.3 tr
Globulol 1584 0.5
Guaiol 1597 0.2
1-epi-Cubenol 1629 0.3
T-Cadinol 1640 0.2
Cubenol 1643 0.2
-Bisabolol 1684 0.4
Monoterpene hydrocarbons 3.2 0.4 41.4 19.2 25.9 53.7
Oxygenated monoterpenes 88.2 0.0 48.7 77.2 64.6 45.6
Sesquiterpene hydrocarbons 4.7 11.2 7.6 2.9 9.1 0.2
Oxygenated sesquiterpenes 1.2 0.5 1.4 0.6 0.3 tr
Phenylpropanoids 85.0
Other derivatives 1.9 tr
Total identified 99.2 97.1 99.1 99.9 99.9 99.5
LRI: lineaariset retentioindeksit suhteessa hiilivetysarjaan; tr: traces.
Taulukko 2
kuuden tässä työssä käytetyn eteerisen öljyn koostumus (%) ja pääluokat ( % ).

kuitenkin kaikki ne kykenevät estämään Bcc-kantojen kasvua; erityisen mielenkiintoista ja kiehtovaa on se havainto, että useimpien EOs: ien tuottamat inhiboivat halot ovat (paljon suurempia) kuin CF-infektioiden hoidossa käytetyn siprofloksasiinin tuottamat halot. Olemme täysin tietoisia siitä, että herkkyys tietylle lääkkeelle tai mikrobilääkkeiden monimutkaiselle seokselle voi vaihdella voimakkaasti myös samaan bakteerilajiin kuuluvien kantojen välillä. Mielestämme tässä työssä esitetyt alustavat tiedot ovat kuitenkin erityisen rohkaisevia, koska ne osoittavat, että eteeristen öljyjen käyttö saattaa olla vaihtoehtoinen tapa torjua Bcc: n kasvua. On myös varsin mielenkiintoista, että huolimatta suuri määrä kokeita tässä työssä, ei BCC mutantti vastustuskykyisiä mitään eteerisiä öljyjä testattu eristettiin (tietoja ei näytetä). Tämä on erittäin tärkeä havainto, joka viittaa vahvasti siihen, että eteeristen öljyjen kyky estää BCC-solujen kasvua saattaa olla hyvin todennäköistä, koska öljyssä on samanaikaisesti eri molekyylejä (joiden vaikutusmekanismi on vielä tuntematon), jotka saattavat toimia synergistisesti BCC-kasvun vastustamiseksi. Tämän lisäksi näiden yhdisteiden yhdistelmien ei mielestämme pitäisi vaikuttaa yhteen kohteeseen, vaan erilaisiin molekyylikohteisiin Bcc-solussa. Jos näin on, eri molekyylikohteiden aktiivisuuden yhtäaikaisen eston pitäisi vähentää voimakkaasti eteerisiä öljyjä vastustavan mutantin ilmaantumisen todennäköisyyttä. Jos tämä skenaario pitää paikkansa, nämä tiedot saattavat tasoittaa tietä eteeristen öljyjen käytölle Bcc-infektion torjunnassa CF-potilailla.

eturistiriidat

kirjoittajat julistavat, ettei tämän paperin julkaisemiseen liity eturistiriitoja.

kiitokset

Marco Fondi ja Elena Perrin saavat taloudellista tukea FEMS Advanced Fellowshipistä (FAF 2012) ja “Buzzati-Traverso” Foundation Fellowshipistä.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.