verkenning van de anti-Burkholderia cepacia Complex activiteit van etherische oliën: een voorlopige analyse

Abstract

in dit onderzoek is nagegaan of de etherische oliën geëxtraheerd uit zes verschillende geneeskrachtige planten (Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare, Rosmarinus officinalis, Lavandula officinalis, Melaleuca alternifolia en Thymus vulgaris) de groei kunnen remmen van 18 bacteriële stammen die behoren tot de 18 bekende soorten van de Burkholderia cepacia Complex (BCC). Deze bacteriën zijn opportunistische humane pathogenen die ernstige infecties kunnen veroorzaken bij immuungecompromitteerde patiënten, met name bij patiënten met cystische fibrose (CF), en zijn vaak resistent tegen meerdere antibiotica. Uit de analyse van de aromatogrammen van de zes oliën bleek dat ze, ondanks hun verschillende chemische samenstelling, allemaal in staat waren om de groei van Bcc-leden te contrasteren. Echter, drie van hen (d.w.z. Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare en Thymus vulgaris) waren bijzonder actief ten opzichte van de BCC-stammen, waaronder de stammen die een hoge graad of resistentie vertoonden tegen ciprofloxacine, een van de meest gebruikte antibiotica voor de behandeling van BCC-infecties. Deze drie oliën zijn ook actief in de richting van zowel ecologische als klinische stammen (geïsoleerd van CF patiënten), wat suggereert dat ze in de toekomst gebruikt zouden kunnen worden om B. cepacia complex infecties te bestrijden.

1. Inleiding

etherische oliën (EOs) bestaan uit een complex mengsel van vluchtige en geurige stoffen die gewoonlijk door alle plantenorganen als secundaire metabolieten worden gesynthetiseerd en geëxtraheerd door water-of stoomdestillatie, oplosmiddelextractie, expressie onder druk, superkritische vloeistof en subkritische waterextracties . EOs omvat twee biosynthetisch verwante groepen, voornamelijk terpenen en terpenoïden en, in de tweede plaats, aromatische en alifatische bestanddelen, allen gekenmerkt door laag moleculair gewicht. De biologische eigenschappen van EOS terpenoids zijn niet goed opgehelderd maar een functie van het beschermen van planten tegen predatoren en microbiële ziekteverwekkers wordt gepostuleerd en zij zouden in de interactie van planten met andere organismen (b.v., aantrekking van bestuivers) belangrijk kunnen zijn. Dezelfde plantensoort kan verschillende EOS chemotypes (d.w.z., chemische componenten) produceren. Bijvoorbeeld, Thymus vulgaris, morfologisch identieke soorten met een stabiel karyotype, bestaan uit zeven verschillende chemotypen, afhankelijk van of de dominante component van de etherische olie thymol, carvacrol, linalool, geraniol, sabineenhydraat, α-terpineol of eucalyptol is.

de laatste jaren is het ontstaan van bacteriële resistentie tegen meerdere antibiotica dramatisch versneld. De chinolonen / fluoroquinolonen, azool en polyeen klassen van antimicrobiële stoffen zijn vaak de laatste redmiddel om infecties te behandelen; vandaar zijn de kansen om weerstand tegen deze antimicrobiële stoffen te verwerven hoger . EOs en andere installatieuittreksels bezitten antibacteriële, schimmeldodende en antivirale eigenschappen en zijn wereldwijd gescreend als potentiële bronnen van nieuwe antimicrobiële samenstellingen . Zo kunnen EOs en hun bestanddelen hopelijk in de toekomst worden overwogen voor meer klinische evaluaties en mogelijke toepassingen en als adjuvantia aan huidige medicijnen . De antimicrobiële eigenschappen van EOs zijn gemeld in verschillende studies. Hoge antimicrobiële activiteit van Thymus en Origanum soorten is toegeschreven aan hun fenolische componenten zoals thymol en carvacrol en die van Eugenia caryophyllus, Syzygium aromaticum en Ocimum basilicum aan eugenol . In feite kunnen tijm en oregano EOs sommige pathogene bacteriestammen zoals Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Salmonella cholerasuis en Salmonella typhimurium remmen, met de remming direct gecorreleerd aan carvacrol en thymol . De mechanismen waardoor etherische oliën kunnen remmen micro-organismen impliceren verschillende wijzen van actie en gedeeltelijk kan toe te schrijven zijn aan hun hydrophobicity. Dientengevolge, worden zij verdeeld in de lipide bilayer van het celmembraan, die het meer permeabel maken, leidend tot lekkage van essentiële celinhoud . Er zijn minder rapporten over de werkingsmechanismen van EOS-combinatie of hun gezuiverde componenten op micro-organismen. Zij omvatten de opeenvolgende remming van een gemeenschappelijke biochemische weg, remming van beschermende enzymen, en het gebruik van actieve agenten van de celwand om het begrijpen van andere antimicrobiële stoffen te verbeteren. De capaciteit van koolwaterstoffen om met celmembraan in wisselwerking te staan vergemakkelijkt de penetratie van carvacrol in de cel. In veel gevallen is de activiteit het gevolg van de complexe interactie tussen de verschillende klassen van verbindingen zoals fenolen, aldehyden, ketonen, alcoholen, esters, ethers of koolwaterstoffen die in EOs worden aangetroffen . Het is waarschijnlijk dat het moeilijker zal zijn voor bacteriën om resistentie te ontwikkelen tegen de multicomponent EOs dan voor gewone antibiotica die vaak bestaan uit slechts een enkele moleculaire entiteit . Bijvoorbeeld de multicomponent aard van tea tree olie kan het potentieel voor resistentie spontaan voorkomen verminderen, omdat meerdere gelijktijdige mutaties nodig kunnen zijn om alle antimicrobiële acties van elk van de componenten te overwinnen. Dit betekent dat tal van doelstellingen zich zouden moeten aanpassen om de effecten van de olie te overwinnen .

klinische studies met EOs zijn schaars. Actueel gebruik is de meest veelbelovende strategie op dit moment, voor zowel de huid als de slijmvliezen. Er bestaat enige hoop voor inhalatiegebruik, maar klinische evaluatie is nodig. Er is weinig informatie over de veiligheid met betrekking tot orale toediening van EOs, dus een toename van de kennis over farmacokinetiek, farmacodynamiek en de potentiële toxiciteit van EOs toegediend via deze route is vereist .

bijzonder interessant vanuit dit oogpunt is de mogelijkheid om infecties van patiënten met cystische fibrose (CF) te behandelen. Een van de belangrijkste opportunistische CF pathogenen wordt vertegenwoordigd door bacteriën die behoren tot het Burkholderia cepacia complex (Bcc) behorend tot het zeer heterogene geslacht Burkholderia, dat momenteel meer dan zeventig soorten omvat, geïsoleerd uit een breed scala van niches. Veel leden van het geslacht kunnen infecties veroorzaken bij planten, dieren en mensen, en de meeste studies hebben zich dus gericht op deze pathogene soorten vanwege hun klinische belang . Onlangs werd echter een toenemend aantal Burkholderia-soorten beschreven die met planten of met het milieu geassocieerd zijn en in staat zijn stikstof vast te zetten, peulvruchten te knobbelen of de groei van planten te bevorderen . Onder de pathogene soorten, de BCC bacteriën, een groep van genetisch verschillende maar fenotypisch vergelijkbare bacteriën die tot nu toe bestaat uit 18 nauw verwante bacteriële soorten, zijn bekend geworden als opportunistische pathogenen in de mens. Hoewel ze niet worden beschouwd als belangrijke pathogenen voor de normale menselijke populatie, worden sommige ervan beschouwd als ernstige bedreigingen voor specifieke patiëntengroepen zoals CF-patiënten . CF is de meest fatale genetische ziekte van Kaukasiërs , en de belangrijkste oorzaak van morbiditeit en mortaliteit bij patiënten is chronische longinfectie waarbij verschillende soorten bacteriën (voornamelijk Pseudomonas aeruginosa), schimmels en virussen betrokken zijn . De prevalentie (2009 en 2010) van chronische infecties varieert van 0 tot 12% van de CF-populatie die verschillende CF-centra bezoekt . Hoewel het niet hoog is in vergelijking met andere CF pathogenen, correleren BCC infecties met een slechtere prognose, langere ziekenhuisverblijven en een verhoogd risico op overlijden .

een van de redenen voor het hoge sterftecijfer bij infecties veroorzaakt door BCC-soorten is hun hoge resistentie tegen antibiotica: ze zijn intrinsiek resistent tegen vele antibiotica en kunnen in vivo resistentie ontwikkelen tegen vrijwel alle klassen antimicrobiële geneesmiddelen . Deze hoge antibioticaresistentie is het resultaat van mechanismen die specifiek zijn voor bepaalde antibioticaklassen en van een intrinsieke resistentie die kenmerkend is voor alle gramnegatieve bacteriën door de samenwerking tussen de buitenste membraanbarrière en de expressie van effluxsystemen . Tussen multidrug effluxsystemen is de intrinsieke geneesmiddelresistentie van gramnegatieve bacteriën voornamelijk toe te schrijven aan RND (resistance-nodulation-cell division protein family) type drug exporteurs . De aanwezigheid en verspreiding van dit soort eiwitten in sommige beschikbare genomen van Burkholderia zijn bekend , en sommige van deze systemen zijn ook experimenteel gekarakteriseerd .

nieuwe antimicrobiële middelen zijn altijd nodig om de BCC-resistente mutanten tegen te gaan die door de huidige therapeutische regimes worden geselecteerd. De bacteriële weerstand resulteert vaak in behandelingsmislukking die strenge nasleep vooral in kritisch zieke patiënten veroorzaakt . Ongepaste of onnodige antibioticavoorschriften, het overmatig gebruik van antibiotica in de landbouw-en veeteeltsector en het gebrek aan patiëntentrouw aan volledige antibioticaregimes, die allemaal resistente bacteriën selecteren, lijken de belangrijkste bijdragers te zijn aan het ontstaan van antibioticaresistentie. De resistente bacteriën kunnen zich ook verspreiden en bredere besmettingscontroleproblemen worden, niet alleen binnen gezondheidszorginstellingen maar ook binnen gemeenschappen. Om deze reden is er een dringende noodzaak om nieuwe antibacteriële therapieën te ontwikkelen niet alleen tegen BCC bacteriën, maar ook tegen andere verschillende menselijke pathogenen . In dit verband wordt een van de belangrijkste benaderingen gevormd door het zoeken naar nieuwe natuurlijke geneesmiddelen uit “ongebruikelijke” bronnen; bijzonder interessant kunnen de etherische oliën zijn, omdat ze uit meerdere componenten bestaan en in principe kan de kans dat bacteriën resistentie ontwikkelen tegen dit mengsel van stoffen veel kleiner zijn dan tegen een enkel molecuul.het doel van dit werk was dan ook om de antimicrobiële werking van zes verschillende essentiële oliën te onderzoeken versus een panel van BCC-bacteriën, waarvan sommige multiresistentie vertonen tegen verschillende geneesmiddelen en met klinische of omgevingsbronnen, om na te gaan of het mogelijk is essentiële oliën te gebruiken om BCC-infecties bij CF-patiënten te bestrijden.

2. Materialen en methoden

2.1. Bacteriestammen en groeicondities

De voor dit onderzoek gebruikte bacteriestammen zijn vermeld in Tabel 1. Ze werden geteeld op Tryptone soja Agar (TSA, Oxoid S. p. a., Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italië) medium bij 37°C gedurende twee dagen of in vloeibare Tryptone Sojabouillon (TSB, Oxoid S. p.a., Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italië) medium bij 37°C met schudden.

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: niet gevoelig, gevoelig, zeer gevoelig, en uiterst gevoelig, respectievelijk (volgens Ponce et al., 2003) .
Tabel 1
lijst van bij dit werk gebruikte bacteriestammen en hun gevoeligheid voor de in dit werk geteste etherische oliën.

2.2. Aromatogrammen
2.2.1. Bereiding van microbiële suspensies en Media

elke bacteriestam werd gekweekt bij 37°C in vloeibaar medium (TSB) met schudden; de groei werd met regelmatige tussenpozen (als spectrofotometrische meting bij OD600) gecontroleerd tot het einde van de exponentiële groeifase werd bereikt. Seriële verdunningen 1: 10 tot 10-5 van elke bacteriële suspensie werden op TSA Petrischalen aangebracht om de micro-organismen te tellen en na te gaan of het aantal bacteriën in de monsters geschikt was voor de uitvoering van de tests.

TSA, gebruikt voor de agardiffusiebepalingen, werd verrijkt met een geschikt volume dimethylsulfoxide (DMSO, Carlo Erba Reagenti S. p.a., Strada Rivoltana km 6/7, 20090 Rodano, MI, Italy), gesteriliseerd door filtratie door filters met een poriediameter van 0,22 µm (Sartorius Italy Srl, Viale A. Casati 4, 20835 Muggiò, Mb, Italy), waarmee oplossingen van 0,5% (v/v) worden verkregen met de afkortingen van DTSA. De toevoeging van DMSO, een aprotisch organisch oplosmiddel dat behoort tot de categorie sulfoxiden, had tot doel de oplosbaarheid van etherische oliën in het waterige medium dat door de kweekmedia wordt vertegenwoordigd, te vergemakkelijken.

2.2.2. Bereiding van verdunningen van etherische oliën

De in dit onderzoek gebruikte etherische oliën (Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare, Rosmarinus officinalis, Lavandula hybrida, Melaleuca alternifolia en Thymus vulgaris) werden alle geëxtraheerd met stoomdestillatie en gekocht bij dezelfde detailhandelaar (Prodotti Phitocosmetici Dott. Vannucci di Vannucci Daniela e C. Sas, Via La Cartaia Vecchia 3, 59021 Vaiano (PO), Italië). Alle EOS-en EOs-verdunningen werden vóór gebruik bij 4°C bewaard.

2.2.3. Agar Disk Diffusion Assay

Burkholderia celsuspensies werden gestreept op Dtsa Petrischalen. Steriele filterpapierschijven (Oxoid SpA. Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italië) met een diameter van 6 mm werden gedrenkt met 10 µL van elk NIET verdund EO, en op het oppervlak van de schotels geplaatst. Daarnaast werden positieve en negatieve controles toegepast op het oppervlak van agarplaten; deze waren respectievelijk het antibioticum ciprofloxacine (3 µg/10 µL) (Oxoid S. p.A. Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italië) en een oplossing van 0,5% DMSO in steriel gedeïoniseerd water. De platen werden bij ° C gedurende 48 uur aerobisch geïncubeerd. Na incubatie werd de diameter van de inhibitiezones gemeten in millimeters, inclusief de diameter van de schijf. De gevoeligheid voor de EOs werd geclassificeerd door de diameter van de inhibitiezones als volgt: niet gevoelig voor totale diameter kleiner dan 8 mm, gevoelig voor totale diameter 9-14 mm, zeer gevoelig voor totale diameter 15-19 mm, en extreem gevoelig voor totale diameter groter dan 20 mm . Elke test werd in drievoud uitgevoerd op drie afzonderlijke experimentele runs.

2.3. Bepaling van de samenstelling van etherische olie

gascromatografische (GC) analyses werden uitgevoerd met een HP-5890 Serie II instrument uitgerust met een HP-5 capillaire kolom (30 µm × 0,25 mm, 0,25 µm filmdikte), werkend met het volgende temperatuurprogramma: 60°C gedurende 10 minuten, helling van 5°c/min tot 220°C; injector en detector temperaturen, 250°C; dragergas, stikstof (2 mL/min); detector, dual flame ionization detection (fid); split ratio, 1 : 30; injectie, 0,5 µl. De identificatie van de bestanddelen werd voor beide kolommen uitgevoerd door vergelijking van hun retentietijden met die van zuivere authentieke monsters en door middel van hun lineaire retentie-indices (LRi) ten opzichte van de reeks koolwaterstoffen. Gaschromatografie-elektron impact mass spectrometry (GC-EIMS) analyses werden uitgevoerd met een Varian CP 3800 gaschromatograaf (Varian, Inc. Palo Alto, CA) uitgerust met een DB-5 capillaire kolom (Agilent Technologies Hewlett-Packard, Waldbronn, Duitsland; 30 m × 0,25 mm, coatingdikte 0,25 mm) en een Varian Saturn 2000 ion trap massa detector. De analytische omstandigheden waren als volgt: de temperatuur van de injector en de overbrengingsleiding bij respectievelijk 250 en 240°c, de oventemperatuur wordt geprogrammeerd van 60 tot 240°C bij 3°c/min, het dragergas, helium bij 1 mL/min, de splitloze injector. De identificatie van de bestanddelen was gebaseerd op een vergelijking van de retentietijden met die van de authentieke monsters, het vergelijken van hun LRI ten opzichte van de reeks n-koolwaterstoffen en op computer matching met commerciële en zelfgemaakte bibliotheek massaspectra opgebouwd uit zuivere stoffen en componenten van bekende monsters en MS literatuurgegevens . Bovendien werden de molecuulgewichten van alle geïdentificeerde stoffen bevestigd door gaschromatografie-chemische ionisatie massaspectrometrie (GC-CIMS), waarbij methanol als chemisch ionisatiegas werd gebruikt.

2.4. Statistische Analyses

Inhibitiezones in BCC-stammen van de verschillende EOs werden geanalyseerd met behulp van hoofdcomponentanalyse zoals geïmplementeerd in eerdere software . Kruskal-Wallis test met Bonferroni error protection werd toegepast voor het vergelijken van de totale inhibitiezones van de verschillende EOs met behulp van de Analyse-it software (Analyse-it Software, Ltd.).

3. Resultaten en discussie

3.1. Samenstelling van etherische oliën

etherische oliën zijn zeer complexe natuurlijke mengsels, die ongeveer 20-60 bestanddelen in zeer verschillende concentraties kunnen bevatten. Zij worden gekenmerkt door twee of drie belangrijke componenten bij vrij hoge concentraties (20-70%) in vergelijking met andere componenten die in spoorhoeveelheden aanwezig zijn. Terpenoïden (voornamelijk monoterpenoïden en sesquiterpenoïden) vertegenwoordigen over het algemeen de belangrijkste bestanddelen, maar sommige etherische oliën worden gekenmerkt door de aanwezigheid van aromatische (fenylpropanoïden) en alifatische bestanddelen, alle gekenmerkt door een laag moleculair gewicht.

de geteste etherische oliën waren commerciële monsters en geanalyseerd door GC met behulp van een dual FID en electron impact massaspectrometrie als detector. Bestanddelen werden geïdentificeerd door vergelijking van hun retentietijden van beide kolommen met die van zuivere authentieke monsters en door middel van hun lineaire retentie-indices (LRi) ten opzichte van de reeks koolwaterstoffen en MS-gegevens van zelfgemaakte bibliotheekmassaspectra en literatuur.

bijna 100% van de vluchtige bestanddelen van etherische olie van oregano werd geïdentificeerd, zijnde 77,2% zuurstofhoudende monoterpenen, hoofdzakelijk vertegenwoordigd door carvacrol, dat 71,8% van de totale etherische olie vertegenwoordigt; 19,2% van de bestanddelen werd vertegenwoordigd door monoterpeenkoolwaterstoffen, hoofdzakelijk-cymeen; 2.9% waren sesquiterpenen koolwaterstoffen, en 0,6% waren geoxygeneerde sesquiterpenen.

ook in het geval van etherische olie van rozemarijn waren de geïdentificeerde vluchtige stoffen 99,9% en de belangrijkste bestanddelen waren vertegenwoordigd door geoxygeneerde monoterpenen (64,6%) die de belangrijkste vluchtige 1,8-cineool (43,9%) waren. Monoterpeenkoolwaterstoffen waren 25,9%, voornamelijk α-pineen. Sesquiterpeenkoolwaterstoffen bedroegen 9,1% en geoxygeneerde sesquiterpenen slechts 0,3%.

totaal geïdentificeerde bestanddelen van tijmolie waren 99,5%. Deze vluchtige stoffen werden gekenmerkt door 53,7% monoterpeenkoolwaterstoffen die 47 zijn.9% p-cymeen en monoterpenen met zuurstof 45,6%, hoofdzakelijk thymol (43,1%). Slechts 0,2% van de vluchtige stoffen bestond uit sesquiterpenen-koolwaterstoffen.

ongeveer 98% van de bestanddelen van kruidnagelolie werd geïdentificeerd en de belangrijkste metaboliet was eugenol (85%), een typisch fenylpropanoide, terwijl 11,2% van de bestanddelen werd herkend als sesquiterpeenkoolwaterstoffen, zijnde β-caryofylleen het belangrijkste molecuul (9%).

Ongeveer alle (99,1%) bestanddelen van M. alternifolia werden geïdentificeerd; de belangrijkste verbindingen waren zuurstofhoudende monoterpenen, waarvan 4-terpineol de belangrijkste was (39,9%). De rest van de olie bestond voornamelijk uit monoterpeenkoolwaterstoffen (41,4%), zijnde γ-terpineen (14,4%) en α-terpineen (8,8%) de belangrijkste moleculen.

3.2. Antimicrobiële activiteit van de etherische oliën tegen Burkholderia cepacia Complex (BCC) stammen

de antimicrobiële activiteit van de zes verschillende EOs (E. caryophyllata (Ec), O. vulgare( Ov), R. officinalis (Ro), L. hybrida( Lh), M. alternifolia (Ma) en T. vulgaris (Tv)) werd gecontroleerd versustde 18 BCC-typestammen vermeld in Tabel 1 en representatief voor de 18 bekende BCC-soorten; dit panel bestaat uit stammen van klinische of ecologische oorsprong.

de verkregen gegevens worden gerapporteerd in Figuur 1 en laten het volgende zien.- alle 18 bacteriestammen, zowel uit klinische als uit milieuoogpunt, vertoonden, zij het in verschillende mate, gevoeligheid voor elk van de zes geteste EOs.(ii)volgens Ponce et al. drie essentiële oliën, namelijk Ec, Tv en Ov, vertoonden een zeer hoog remmend vermogen ten opzichte van alle geteste BCC-stammen. Inderdaad, ze waren allemaal zeer gevoelig voor deze drie EOs.(iii) heel interessant, deze drie EOs gaf een remmende halo veel groter dan die geproduceerd door ciprofloxacine, wat suggereert dat ze actiever zijn dan dit antibioticum.iv) de andere drie EOs (Ro, Lh en Ma) vertoonden een lagere remming van de BCC-groei dan die van de drie bovengenoemde EOs; de remmende halo ‘ s die zij produceerden waren echter vergelijkbaar en in veel gevallen groter dan die van ciprofloxacine.v) blijkbaar vertoonden klinische en omgevingsstammen geen verschillende gevoeligheid voor een bepaalde EO (of voor een set EOs), maar ze waren verschillend gevoelig voor ciprofloxacine (Tabel 1). Twee van hen, namelijk LMG 14294 (B. stabilis) en LMG 18943 (B. dolosa), waren resistent tegen het antibioticum en B. cenocepacia J2315, het model voor de studie van BCC-infectie bij CF-patiënten, vertoonde een lage gevoeligheid voor ciprofloxacine. Deze drie stammen hebben een klinische oorsprong. Desondanks waren dezelfde drie soorten extreem gevoelig voor de drie meest actieve EOs.vi) BCC-stammen in het milieu waren veel gevoeliger voor ciprofloxacine dan hun klinische tegenhangers.De differentiële gevoeligheid voor EOS en ciprofloxacine werd bevestigd door een analyse van de hoofdcomponenten (Figuur 2). Zoals blijkt uit de biplot zijn de vectoren die EOs vertegenwoordigen verschillend georiënteerd dan die van ciprofloxacine (C+). Bovendien droegen de vectoren voor Ov en Tv sterk bij aan het differentiële gevoeligheidspatroon, waardoor werd bevestigd dat de meest actieve etherische oliën T. vulgaris en O. vulgare waren. Tenslotte bleek uit een paarsgewijze vergelijking (Kruskal-Wallis-test) van de remmingspatronen van EOs en ciprofloxacine (Figuur 2) dat er grote verschillen zijn tussen remmende halo ‘ s van verschillende EOs en ciprofloxacine, wat de waargenomen (Tabel 1, Figuur 1) verschillen in het remmende vermogen van de zes EOs benadrukt.

a)
(a)
b)
b)

a)
(a)b)
b)

Figuur 1

Remmende kracht van essentiële oliën. De resultaten van de agardiffusietest op de 18 BCC-stammen worden gepresenteerd. Elke staaf van het histogram vertegenwoordigt het gemiddelde van de remmende zone verkregen voor elk van de geanalyseerde EOs. In de grafieken worden de standaardafwijkingen gerapporteerd voor elk rekenkundig gemiddelde: (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. Onderste paneel: waarden van paarsgewijze vergelijkingen (Kruskal-Wallis test en Bonferroni error protection) tussen EOs en C+. n. s.: niet significant; *; **; ***.

4. Conclusies

in dit werk hebben we een voorlopige analyse uitgevoerd van het vermogen van zes verschillende etherische oliën om de groei te remmen van stammen die behoren tot het B. cepacia complex, waarvan de leden gevaarlijk zijn voor CF patiënten; ze kunnen inderdaad ernstige infecties veroorzaken bij immuungecompromitteerde patiënten, zoals patiënten met cystische fibrose. Dit idee is gebaseerd op eerdere bevindingen die aantonen dat essentiële oliën de groei van sommige menselijke pathogenen, zoals E. coli, S. enteritidis, S. choleraesuis en S. typhimurium kunnen remmen . Echter, voor zover wij weten, is er niets bekend over het vermogen van deze mengsels van chemische verbindingen om de groei van BCC-leden te remmen.

om deze reden selecteerden we zes verschillende essentiële oliën (E. caryophyllata, O. vulgare, R. officinalis, L. officinalis, M. alternifolia en T. vulgaris) die werden getest ten opzichte van een panel dat de typestammen van de bekende 18 BCC-soorten inbedde.

de samenstelling van de zes EOs ‘ s was heel verschillend, maar desondanks vertoonden ze allemaal een remmende werking ten opzichte van alle 18 BCC-stammen, wat erop wijst dat één of (waarschijnlijker) meer dan één verbinding (zie hieronder) aanwezig in elke essentiële olie de BCC-celgroei zou kunnen verstoren. Echter, de zes essentiële oliën vertoonden een andere remmende activiteit en volgens Ponce et al. de eerste groep bestaat uit T. vulgaris, O. vulgare en E. caryophyllata, terwijl de andere groep R. officinalis, M. alternifolia en L. omvat. officinalis (Tabel 2). Inderdaad, BCC stammen waren extreem gevoelig voor de EOs behorend tot de eerste groep en gewoon gevoelig voor de andere drie.

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: lineaire retentie-indices ten opzichte van de reeks koolwaterstoffen; TR: sporen.
Tabel 2
Samenstelling (%) en voornaamste klassen (%) van de zes essentiële oliën die bij dit werk worden gebruikt.

echter, ze zijn allemaal in staat om de groei van BCC-stammen te remmen; bijzonder interessant en intrigerend is de bevinding dat de remmende halo ‘ s die door de meeste EOs geproduceerd worden (veel meer) groter zijn dan die van ciprofloxacine, een van de antibiotica die gebruikt worden bij de behandeling met CF-infecties. We zijn ons er volledig van bewust dat de gevoeligheid voor een bepaald geneesmiddel of voor een complex mengsel van antimicrobiële stoffen ook sterk kan variëren tussen stammen die tot dezelfde bacteriesoorten behoren. Wij zijn echter van mening dat de voorlopige gegevens die in het kader van deze werkzaamheden zijn verstrekt, bijzonder bemoedigend zijn, omdat zij aantonen dat het gebruik van etherische oliën een alternatieve manier kan zijn om de groei van Bcc tegen te gaan. Het is ook heel interessant dat, ondanks het grote aantal experimenten uitgevoerd in dit werk, geen BCC mutant resistent tegen een van de geteste essentiële oliën werd geïsoleerd (gegevens niet getoond). Dit vertegenwoordigt een zeer belangrijke bevinding, die sterk suggereert dat het vermogen van etherische oliën om de groei van BCC-cellen te remmen zeer waarschijnlijk toe te schrijven aan de gelijktijdige aanwezigheid in de olie van verschillende molecules (waarvan werkingsmechanisme nog onbekend is) zou kunnen werken op een synergetische manier om de BCC-groei tegen te werken. Daarnaast zouden deze combinaties van verbindingen naar onze mening niet op één enkel doel moeten werken, maar op verschillende moleculaire doelen binnen de BCC-cel. Als dit zo is, zou het gelijktijdige blok van de activiteit van verschillende moleculaire targets de kans op het verschijnen van een mutant die in staat is om de essentiële oliën te weerstaan sterk moeten verminderen. Als dit scenario klopt, kunnen deze gegevens de weg vrijmaken voor het gebruik van essentiële oliën om BCC-infectie bij CF-patiënten te bestrijden.

belangenconflict

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflict is met betrekking tot de publicatie van dit artikel.

Dankbetuigingen

Marco Fondi en Elena Perrin worden financieel ondersteund door respectievelijk een fems Advanced Fellowship (FAF 2012) en een” Buzzati-Traverso ” Foundation Fellowship.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.