explorarea activității complexului Anti-Burkholderia cepacia a uleiurilor esențiale: o analiză preliminară

rezumat

în această lucrare am verificat capacitatea uleiurilor esențiale extrase din șase plante medicinale diferite (Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare, Rosmarinus officinalis, Lavandula officinalis, Melaleuca alternifolia și Thymus vulgaris) de a inhiba creșterea a 18 tulpini de tip bacterian aparținând celor 18 specii cunoscute ale plantei complexul Burkholderia cepacia (BCC). Aceste bacterii sunt agenți patogeni umani oportuniști care pot provoca infecții severe la pacienții imunocompromiși, în special la cei afectați de fibroza chistică (CF) și sunt adesea rezistenți la antibiotice multiple. Analiza aromatogramelor produse de cele șase uleiuri a arătat că, în ciuda compoziției lor chimice diferite, toate au reușit să contrasteze creșterea membrilor CCA. Cu toate acestea, trei dintre ele (adică., Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare și Thymus vulgaris) au fost deosebit de active față de tulpinile Bcc, inclusiv cele care prezintă un grad ridicat sau rezistență la ciprofloxacină, unul dintre cele mai utilizate antibiotice pentru tratarea infecțiilor Bcc. Aceste trei uleiuri sunt, de asemenea, active atât pentru tulpinile de mediu, cât și pentru cele clinice (izolate de la pacienții cu CF), sugerând că ar putea fi utilizate în viitor pentru a lupta împotriva infecțiilor cu complexul B. cepacia.

1. Introducere

uleiurile esențiale (EOs) constau dintr-un amestec complex de substanțe volatile și parfumate sintetizate de obicei de toate organele plantelor ca metaboliți secundari și extrase prin distilare cu apă sau abur, extracție cu solvent, Expresie sub presiune, fluid supercritic și extracții subcritice de apă . EOs includ două grupuri înrudite biosintetic, în principal terpene și terpenoide și, în al doilea rând, constituenți aromatici și alifatici, toți caracterizați prin greutate moleculară mică. Proprietățile biologice ale terpenoidelor EOs nu sunt bine elucidate, dar se postulează o funcție de protejare a plantelor împotriva prădătorilor și a agenților patogeni microbieni și ar putea fi importante în interacțiunea plantelor cu alte organisme (de exemplu, atracția polenizatorilor). Aceleași specii de plante pot produce diferite chemotipuri EOs (adică componente chimice). De exemplu, Thymus vulgaris, specii identice morfologic cu un cariotip stabil, constau din șapte chemotipuri diferite, în funcție de faptul dacă componenta dominantă a uleiului esențial este timolul, carvacrolul, linalolul, geraniolul, hidratul de sabinen, terpineolul sau eucaliptolul.

în ultimii ani, apariția rezistenței bacteriene împotriva mai multor antibiotice sa accelerat dramatic. Chinolone / fluorochinolone, azol și polienice clasele de antimicrobiene sunt adesea ultima soluție pentru tratarea infecțiilor; prin urmare, șansele de a obține rezistență împotriva acestor antimicrobiene sunt mai mari . EOs și alte extracte de plante posedă proprietăți antibacteriene, antifungice și antivirale și au fost analizate la nivel mondial ca surse potențiale de compuși antimicrobieni noi . Astfel, EOs și constituenții lor pot fi, sperăm, luați în considerare în viitor pentru mai multe evaluări clinice și posibile aplicații și ca adjuvanți la medicamentele actuale . Proprietățile antimicrobiene ale EOs au fost raportate în mai multe studii. Activitatea antimicrobiană ridicată a speciilor timus și Origanum a fost atribuită componentelor lor fenolice, cum ar fi timolul și carvacrolul și cele ale Eugenia caryophyllus, Syzygium aromaticum, și Ocimum basilicum la eugenol . De fapt, cimbru și oregano EOS pot inhiba unele tulpini bacteriene patogene, cum ar fi Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Salmonella cholerasuis și Salmonella typhimurium, cu inhibarea direct corelată cu carvacrol și timol . Mecanismele prin care uleiurile esențiale pot inhiba microorganismele implică diferite moduri de acțiune și, în parte, se pot datora hidrofobicității lor. Ca rezultat, ele sunt împărțite în bistratul lipidic al membranei celulare, făcându-l mai permeabil, ducând la scurgerea conținutului vital al celulelor . Există mai puține rapoarte privind mecanismele de acțiune ale combinației EOs sau componentele lor purificate asupra microorganismelor. Acestea includ inhibarea secvențială a unei căi biochimice comune, inhibarea enzimelor protectoare și utilizarea agenților activi ai peretelui celular pentru a spori absorbția altor antimicrobiene. Capacitatea hidrocarburilor de a interacționa cu membrana celulară facilitează penetrarea carvacrolului în celulă. În multe cazuri, activitatea rezultă din interacțiunea complexă dintre diferitele clase de compuși, cum ar fi fenoli, aldehide, cetone, alcooli, esteri, eteri sau hidrocarburi găsite în EOs . Este probabil că va fi mai dificil pentru bacterii să dezvolte rezistență la EOs multicomponent decât la antibioticele comune care sunt adesea compuse dintr-o singură entitate moleculară . De exemplu, natura multicomponentă a uleiului de arbore de ceai ar putea reduce potențialul de rezistență să apară spontan, deoarece pot fi necesare mutații multiple simultane pentru a depăși toate acțiunile antimicrobiene ale fiecăreia dintre componente. Aceasta înseamnă că numeroase ținte ar trebui să se adapteze pentru a depăși efectele petrolului .

studiile clinice cu EOs sunt rare. Utilizarea topică este cea mai promițătoare strategie în acest moment, atât pentru piele, cât și pentru membranele mucoase. Există unele speranțe pentru utilizările prin inhalare, dar este necesară evaluarea clinică. Există puține informații privind siguranța în ceea ce privește administrarea orală a EOs, deci este necesară o creștere a cunoștințelor despre farmacocinetică, farmacodinamică și toxicitatea potențială a EOs administrată pe această cale .

deosebit de interesant din acest punct de vedere este posibilitatea de a trata infecțiile pacienților cu fibroză chistică (CF). Unul dintre cei mai importanți agenți patogeni oportuniști CF este reprezentat de bacteriile aparținând complexului Burkholderia cepacia (Bcc) aparținând genului foarte eterogen Burkholderia, care cuprinde în prezent mai mult de șaptezeci de specii, izolate din gamă largă de nișe. Mulți membri ai genului pot provoca infecții la plante, animale și oameni, iar majoritatea studiilor s-au concentrat astfel asupra acestor specii patogene datorită importanței lor clinice . Cu toate acestea, recent, au fost descrise un număr tot mai mare de specii de Burkholderia asociate cu plante sau cu mediul înconjurător și capabile să fixeze azot, să noduleze leguminoase sau să promoveze creșterea plantelor . Dintre speciile patogene, bacteriile Bcc , un grup de bacterii distincte genetic, dar similare fenotipic, care până în prezent cuprinde 18 specii bacteriene strâns legate, au devenit cunoscute ca agenți patogeni oportuniști la om. Deși nu sunt considerați agenți patogeni importanți pentru populația umană normală, unii dintre ei sunt considerați amenințări grave pentru grupuri specifice de pacienți, cum ar fi pacienții cu FC . CF este cea mai fatală boală genetică a caucazienilor , iar principala cauză a morbidității și mortalității la pacienți este infecția pulmonară cronică care implică diferite specii de bacterii (în principal Pseudomonas aeruginosa), ciuperci și viruși . În ceea ce privește speciile Bcc, prevalența (2009 și 2010) a infecției cronice este raportată să varieze între 0 și 12% din populația FC care frecventează diferite centre CF . Deși nu este mare în comparație cu alți agenți patogeni CF, infecțiile Bcc se corelează cu un prognostic mai slab, șederi mai lungi în spital și un risc crescut de deces .

unul dintre motivele ratei ridicate de mortalitate în infecțiile cauzate de speciile Bcc este rezistența lor ridicată la antibiotice: sunt rezistente intrinsec la multe antibiotice și pot dezvolta rezistență in vivo la toate clasele de medicamente antimicrobiene . Această rezistență ridicată la antibiotice este rezultatul mecanismelor specifice anumitor clase de antibiotice și al unei rezistențe intrinseci, caracteristice tuturor bacteriilor Gram-negative, datorită cooperării dintre bariera membranei exterioare și exprimarea sistemelor de eflux . Între sistemele de eflux multidrog, rezistența intrinsecă la medicament a bacteriilor Gram-negative este atribuită în principal exportatorilor de medicamente de tip RND (familia de proteine cu diviziune celulară de rezistență-nodulare). Prezența și distribuția acestor tipuri de proteine în unele genomuri Burkholderia disponibile sunt cunoscute , iar unele dintre aceste sisteme au fost, de asemenea, caracterizate experimental .

noi agenți antimicrobieni sunt întotdeauna necesari pentru a contracara mutanții rezistenți la Bcc care continuă să fie selectați de regimurile terapeutice actuale. Rezistența bacteriană duce adesea la eșecul tratamentului care provoacă consecințe grave, în special la pacienții cu afecțiuni critice . Prescripțiile antibiotice inadecvate sau inutile, utilizarea excesivă a antibioticelor în industria agricolă și zootehnică și lipsa aderenței pacientului la regimurile complete de antibiotice, toate selectând bacterii rezistente, par a fi principalii contribuitori la apariția rezistenței la antibiotice. Bacteriile rezistente se pot răspândi și pot deveni probleme mai largi de control al infecțiilor, nu numai în cadrul instituțiilor medicale, ci și în cadrul comunităților. Din acest motiv, există o nevoie urgentă de a dezvolta noi terapii antibacteriene nu numai împotriva bacteriilor Bcc, ci și împotriva altor agenți patogeni umani diferiți . În acest context, una dintre cele mai importante abordări este reprezentată de căutarea de noi medicamente naturale din surse “neobișnuite”; deosebit de interesante ar putea fi uleiurile esențiale, deoarece acestea sunt multi-componente și, în principiu, probabilitatea bacteriilor de a dezvolta rezistență la acest amestec de substanțe ar putea fi mult mai mică decât la o singură moleculă.prin urmare, scopul acestei lucrări a fost de a explora activitatea antimicrobiană a șase uleiuri esențiale diferite față de un grup de bacterii Bcc, dintre care unele prezintă multirezistență la diferite medicamente și cu sursă clinică sau de mediu, pentru a verifica posibilitatea utilizării uleiurilor esențiale pentru combaterea infecțiilor Bcc la pacienții cu CF.

2. Materiale și metode

2.1. Tulpinile bacteriene și condițiile de creștere

tulpinile bacteriene utilizate în această lucrare sunt enumerate în tabelul 1. Au fost cultivate fie pe Agar de soia Triptonă (TSA, Oxoid S. p.a., Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italia) mediu la 37 int.C timp de două zile sau în bulion lichid de soia de Triptonă (TSB, Oxoid S. p. A., Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italia) mediu la 37 int. C cu agitare.

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: nu este sensibil, sensibil, foarte sensibil și, respectiv, extrem de sensibil (conform Ponce și colab., 2003) .
Tabelul 1
lista tulpinilor bacteriene utilizate în această lucrare și sensibilitatea lor la uleiurile esențiale testate în această lucrare.

2.2. Aromatograme
2.2.1. Prepararea suspensiilor microbiene și a mediilor

fiecare tulpină bacteriană a fost cultivată la 37 centi C în mediu lichid (TSB) cu agitare; creșterea a fost verificată la intervale regulate de timp (ca citire spectrofotometrică la OD600) până la sfârșitul fazei exponențiale de creștere. Diluțiile seriale 1: 10 până la 10-5 din fiecare suspensie bacteriană au fost placate pe vasele TSA Petri pentru a număra microorganismele și a verifica dacă numărul de bacterii din probe a fost adecvat pentru efectuarea testelor.

TSA, utilizat pentru efectuarea testelor de difuzie a agarului, a fost îmbogățit cu un volum adecvat de dimetilsulfoxid (DMSO, Carlo Erba Reagenti S. p.a., Strada Rivoltana km 6/7, 20090 Rodano, MI, Italia), sterilizata prin filtrare prin filtre cu diametrul porilor de 0,22 oqqm (Sartorius Italy Srl, Viale A. Casati 4, 20835 Muggi, MB, Italia), obtinand astfel 0,5% (v/v) solutii identificate prin abrevierile DTSA. Adaosul de DMSO, un solvent organic aprotic aparținând categoriei sulfoxizilor, a avut scopul de a facilita solubilizarea uleiurilor esențiale în mediul apos reprezentat de mediile de cultură.

2.2.2. Prepararea diluțiilor de uleiuri esențiale

uleiurile esențiale utilizate în acest studiu (Eugenia caryophyllata, Origanum vulgare, Rosmarinus officinalis, Lavandula hybrida, Melaleuca alternifolia și Thymus vulgaris) au fost toate extrase prin metoda distilării cu abur și achiziționate de la același comerciant cu amănuntul (Prodotti Phitocosmetici Dott. Vannucci di Vannucci Daniela e C. Sas, Via La Cartaia Vecchia 3, 59021 Vaiano (PO), Italia). Toate diluțiile EOs și EOS au fost păstrate la 4 centimetrii C înainte de utilizare.

2.2.3. Testul de difuzie a discului de Agar

suspensiile de celule Burkholderia au fost brăzdate pe vasele Dtsa Petri. Discuri Sterile de hârtie de filtru (Oxoid SpA. Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italia), cu diametrul de 6 mm, au fost îmbibate cu 10 xqql din fiecare EO nediluat și așezate pe suprafața vaselor. În plus, s-au aplicat controale pozitive și negative pe suprafața plăcilor de agar; acestea au fost, respectiv, antibioticul ciprofloxacin (3 hectolitri/10 centicli) (Oxoid S. P.A. Strada Rivoltana, 20090 Rodano, MI, Italia) și o soluție de DMSO 0,5% în apă sterilă deionizată. Plăcile au fost incubate la valoarea de 48 de ore în regim aerob. După incubare, diametrul zonelor de inhibare a fost măsurat în milimetri, inclusiv Diametrul discului. Sensibilitatea la EOs a fost clasificată după diametrul zonelor de inhibare după cum urmează: nesensibil pentru diametrul total mai mic de 8 mm, sensibil pentru diametrul total 9-14 mm, foarte sensibil pentru diametrul total 15-19 mm și extrem de sensibil pentru diametrul total mai mare de 20 mm . Fiecare test a fost efectuat în trei exemplare pe trei serii experimentale separate.

2.3. Determinarea conținutului de Ulei Esențial de Compoziția

Gaz cromatografice (GC) analizele au fost realizate cu un HP-5890 seria a II-instrument echipat cu un HP-5 coloană capilară (30 µm × 0,25 mm, 0.25 µm grosimea filmului), care lucrează cu următoarele temperatura de program: 60°C timp de 10 min, rampă de 5°C/min la 220°C; injectorului și detectorului de temperaturi 250°C; gaz purtător, azot (2 mL/min); detector, dual de detecție cu ionizare în flacără (FID); raport split, 1 : 30; injecție, 0.5 µL. Identificarea componentelor s-a realizat, pentru ambele coloane, prin compararea timpilor lor de retenție cu cei ai probelor pure autentice și prin intermediul indicilor lor de retenție liniară (LRI) în raport cu seria de-hidrocarburi. Cromatografie de gaz-spectrometrie de masă cu impact electronic (GC-EIMS) analizele au fost efectuate cu un cromatograf de gaz Varian CP 3800 (Varian, Inc. Palo Alto, CA) echipat cu o coloană capilară DB-5 (Agilent Technologies Hewlett-Packard, Waldbronn, Germania; 30 m 0,25 mm, grosime de acoperire 0,25 mm) și un detector de masă cu capcană Ionică Varian Saturn 2000. Condițiile analitice au fost următoarele: temperatura injectorului și a liniei de transfer la 250 și, respectiv, 240 CTC, temperatura cuptorului fiind programată de la 60 la 240 CTC la 3 CTC/min, gaz purtător, heliu la 1 mL/min, injector splitless. Identificarea constituenților s-a bazat pe compararea timpilor de retenție cu cei ai probelor autentice, comparând LRI-ul lor în raport cu seria de n-hidrocarburi și pe potrivirea computerizată cu spectrele de masă ale bibliotecii comerciale și de casă construite din substanțe pure și componente ale probelor cunoscute și date din literatura SM . Mai mult, greutățile moleculare ale tuturor substanțelor identificate au fost confirmate prin cromatografie gazoasă-spectrometrie de masă de ionizare chimică (GC-CIMS), folosind metanolul ca gaz de ionizare chimică.

2.4. Analizele statistice

zonele de inhibare în tulpinile Bcc din diferitele EOs au fost analizate utilizând analiza componentelor principale implementată în software-ul anterior . Testul Kruskal-Wallis cu protecție împotriva erorilor Bonferroni a fost aplicat pentru compararea zonelor de inhibare globale din diferitele EOs prin utilizarea software-ului Analyse-it (Analyse-IT Software, Ltd.).

3. Rezultate și discuții

3.1. Compoziția uleiurilor esențiale

uleiurile esențiale sunt amestecuri naturale foarte complexe, care pot conține aproximativ 20-60 de componente la concentrații destul de diferite. Acestea sunt caracterizate de două sau trei componente majore la concentrații destul de mari (20-70%) în comparație cu alte componente prezente în cantități mici. Terpenoizii (în principal monoterpenoizii și sesquiterpenoizii) reprezintă în general constituenții principali, dar unele uleiuri esențiale se caracterizează prin prezența constituenților aromatici (fenilpropanoizi) și alifatici, toți caracterizați prin greutate moleculară mică.

uleiurile esențiale testate au fost eșantioane comerciale și analizate de GC folosind ca detector o spectrometrie de masă cu impact dublu FID și electron. Constituenții au fost identificați prin compararea timpilor lor de retenție a ambelor coloane cu cei ai probelor pure autentice și prin intermediul indicilor lor de retenție liniară (LRI) în raport cu seria de hidrocarburi și MS date din spectrele de masă și literatura de specialitate din biblioteca de casă.

au fost identificate aproape 100% din substanțele volatile ale uleiului esențial de oregano, fiind 77,2% din monoterpenele oxigenate, reprezentate în principal de carvacrol reprezentând 71,8% din totalul uleiului esențial; 19,2% din constituenți au fost reprezentați de hidrocarburi monoterpenice, în principal-cimen; 2.9% au fost sesquiterpene hidrocarburi, iar 0,6% au fost sesquiterpene oxigenate.

de asemenea, în cazul uleiului esențial de rozmarin, substanțele volatile identificate au fost de 99,9%, iar constituenții majori au fost reprezentați de monoterpenele oxigenate (64,6%) fiind principalul Volatil 1,8-cineol (43,9%). Hidrocarburile monoterpenice au fost de 25,9%, în principal de pinen. Hidrocarburile sesquiterpenice au fost de 9,1%, iar sesquiterpenele oxigenate au fost de numai 0,3%.

totalul constituenților identificați ai uleiului de cimbru a fost de 99,5%. Aceste substanțe volatile au fost caracterizate prin 53,7% din hidrocarburile monoterpenice fiind 47.9% p-cimenă și monoterpene oxigenate 45,6%, în principal timol (43,1%). Doar 0,2% din substanțe volatile au fost hidrocarburi sesquiterpene.

aproximativ 98% din constituenții uleiului de cuișoare au fost identificați, iar principalul metabolit a fost eugenolul (85%), un fenilpropanoid tipic, în timp ce 11,2% dintre constituenți au fost recunoscuți ca hidrocarburi sesquiterpenice fiind molecula principală (9%).

au fost identificați aproximativ toți (99,1%) constituenți ai M. alternifolia; compușii principali au fost monoterpenele oxigenate fiind 4-terpineol principalul (39,9%). Restul de ulei a fost reprezentat în principal de hidrocarburi monoterpenice (41,4%) fiind molecule principale de:-terpinen (14,4%) și-terpinen (8,8%).

3.2. Activitatea antimicrobiană a uleiurilor esențiale împotriva tulpinilor complexului Burkholderia cepacia (Bcc)

activitatea antimicrobiană a celor șase EOs diferite [E. caryophyllata (Ec), O. vulgare (Ov), R. officinalis (Ro), L. hybrida (LH), M. alternifolia (Ma) și T. vulgaris (Tv)] a fost verificată versus cele 18 tulpini de tip Bcc enumerate în tabelul 1 și reprezentative pentru cele 18 specii de Bcc cunoscute; acest panou cuprinde tulpini de origine clinică sau de mediu.

datele obținute sunt raportate în Figura 1 și au arătat următoarele.(i)toate cele 18 tulpini bacteriene, atât de origine clinică, cât și de mediu, au prezentat, deși într-o măsură diferită, sensibilitate la fiecare dintre cele șase EOs testate.(ii)în conformitate cu Ponce și colab. , trei uleiuri esențiale, adică Ec, Tv și Ov, au prezentat o putere inhibitoare foarte mare față de toate tulpinile Bcc testate. Într-adevăr, toți erau extrem de sensibili la aceste trei EOs.(iii) destul de interesant, aceste trei EOs au dat un halou inhibitor mult mai mare decât cel produs de ciprofloxacină, sugerând că sunt mai activi decât acest antibiotic.(iv)celelalte trei EOs (Ro, LH și Ma) au prezentat un grad de inhibare a creșterii Bcc mai mic decât cel prezentat de cele trei EOs menționate mai sus; cu toate acestea, halourile inhibitoare pe care le-au produs au fost similare și, în multe cazuri, mai mari decât cele expuse de ciprofloxacină.(v)aparent, tulpinile clinice și de mediu nu au prezentat o sensibilitate diferită la o EO dată (sau la un set de EOs), dar au fost sensibile diferit la ciprofloxacină (Tabelul 1). Două dintre ele, adică LMG 14294 (B. stabilis) și LMG 18943 (B. dolosa), au fost rezistente la antibiotic și B. cenocepacia J2315, reprezentând sistemul model pentru studiul infecției Bcc la pacienții cu CF, au prezentat o sensibilitate scăzută la ciprofloxacină. Aceste trei tulpini au o origine clinică. În ciuda acestui fapt, aceleași trei tulpini au fost extrem de sensibile la cele trei EOs cele mai active.(vi)tulpinile Bcc de mediu au fost mult mai sensibile la ciprofloxacină decât omologii lor clinici.Sensibilitatea diferențială la EOs și ciprofloxacină a fost confirmată printr-o analiză a componentelor principale (Figura 2). Așa cum se arată în biplot, vectorii care reprezintă EOs sunt orientați diferențiat față de cei ai ciprofloxacinei (C+). Mai mult, vectorii pentru Ov și Tv au contribuit foarte mult la modelul diferențial al sensibilității, confirmând astfel că cele mai active uleiuri esențiale au fost T. vulgaris și O. vulgare. În cele din urmă, o comparație în perechi (testul Kruskal-Wallis) a modelelor de inhibare a EOS și ciprofloxacinei (Figura 2) a arătat că sunt prezente diferențe mari între halourile inhibitoare ale diferitelor EOs și ciprofloxacină, evidențiind diferențele observate (Tabelul 1, Figura 1) în puterea inhibitoare a celor șase EOs.

(a)
(a)
(b)
(B)

(a)
(A)(B)
(B)

figura 1
puterea inhibitoare a uleiurilor esențiale. Sunt prezentate rezultatele testului de difuzie a agarului efectuat pe cele 18 tulpini de tip Bcc. Fiecare bară a histogramei reprezintă media zonei inhibitoare obținută pentru fiecare dintre EOs analizate. În grafică sunt raportate abaterile standard pentru fiecare medie aritmetică obținută: (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. Panoul inferior: valorile comparațiilor în perechi (testul Kruskal-Wallis și protecția împotriva erorilor Bonferroni) între EOS și C+. n. S.: nu este semnificativ; *; **; ***.

4. Concluzii

în această lucrare am efectuat o analiză preliminară a capacității a șase uleiuri esențiale diferite de a inhiba creșterea tulpinilor aparținând complexului B. cepacia, ai căror membri sunt periculoși pentru pacienții cu CF; într-adevăr, pot provoca infecții severe la pacienții cu imunitate compromisă, cum ar fi cei afectați de fibroza chistică. Această idee se bazează pe constatările anterioare care demonstrează că uleiurile esențiale sunt capabile să inhibe creșterea unor agenți patogeni umani, cum ar fi E. coli, S. enteritidis, S. choleraesuis și S. typhimurium . Cu toate acestea, din cunoștințele noastre, nu se știe nimic despre capacitatea acestor amestecuri de compuși chimici de a inhiba creșterea membrilor CCA.

Din acest motiv am selectat șase uleiuri esențiale diferite (E. caryophyllata, O. vulgare, R. officinalis, L. officinalis, M. alternifolia și T. vulgaris) care au fost testate față de un panou care încorporează tulpinile de tip ale celor 18 specii Bcc cunoscute.

compoziția celor șase EOs a fost destul de diferită, dar, în ciuda acestui fapt, toate au prezentat o activitate inhibitoare față de toate cele 18 tulpini Bcc, sugerând că un compus sau (mai probabil) mai mult de un compus (vezi mai jos) prezent în fiecare ulei esențial ar putea interfera cu creșterea celulelor Bcc. Cu toate acestea, cele șase uleiuri esențiale au prezentat o activitate inhibitoare diferită și conform Ponce și colab. acestea ar putea fi împărțite în două grupuri diferite; primul include T. vulgaris, O. vulgare și E. caryophyllata, în timp ce celălalt încorporează R. officinalis, M. alternifolia și L. officinalis (Tabelul 2). Într-adevăr, tulpinile Bcc au fost extrem de sensibile la EOs aparținând primului grup și doar sensibile la celelalte trei.

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: indici de retenție liniară în raport cu seria de-hidrocarburi; tr: urme.
Tabelul 2
compoziția (%) și clasele principale (%) din cele șase uleiuri esențiale utilizate în această lucrare.

cu toate acestea, toate acestea sunt capabile să inhibe creșterea tulpinilor Bcc; deosebit de interesant și intrigant este constatarea că halourile inhibitoare produse de majoritatea EOs sunt (mult mai mult) mai mari decât cele produse de ciprofloxacină, unul dintre antibioticele utilizate în terapia infecțiilor cu CF. Suntem complet conștienți de faptul că sensibilitatea la un anumit medicament sau la un amestec complex de compuși antimicrobieni poate varia puternic și între tulpinile aparținând aceleiași specii bacteriene. Cu toate acestea, în opinia noastră, datele preliminare raportate în această lucrare sunt deosebit de încurajatoare, deoarece demonstrează că utilizarea uleiurilor esențiale ar putea reprezenta o modalitate alternativă de combatere a creșterii Bcc. De asemenea, este destul de interesant faptul că, în ciuda numărului mare de experimente efectuate în această lucrare, nu a fost izolat Niciun Mutant Bcc rezistent la niciunul dintre uleiurile esențiale testate (datele nu sunt prezentate). Aceasta reprezintă o constatare foarte importantă, care sugerează cu tărie că capacitatea uleiurilor esențiale de a inhiba creșterea celulelor Bcc ar putea fi foarte probabil datorită prezenței simultane în ulei a diferitelor molecule (al căror mecanism de acțiune este încă necunoscut) care ar putea funcționa într-un mod sinergic pentru a antagoniza creșterea Bcc. În plus, în opinia noastră, aceste combinații de compuși nu ar trebui să acționeze asupra unei singure ținte, ci asupra diferitelor ținte moleculare din celula Bcc. Dacă este așa, blocarea simultană a activității diferitelor ținte moleculare ar trebui să scadă puternic probabilitatea apariției unui mutant capabil să reziste uleiurilor esențiale. Dacă acest scenariu este corect, aceste date ar putea deschide calea către utilizarea uleiurilor esențiale pentru combaterea infecției cu Bcc la pacienții cu CF.

Conflict de interese

autorii declară că nu există niciun conflict de interese în ceea ce privește publicarea acestei lucrări.

mulțumiri

Marco Fondi și Elena Perrin sunt susținuți financiar de o bursă FEMS Advanced Fellowship (FAF 2012) și, respectiv, de o bursă a Fundației “Buzzati-Traverso”.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.