Антибактеріальні властивості комерційної каєпутової ефірної олії відносно різних грам-позитивних і грам-негативних бактерій

Завантажити PDF

DOI: 10.32900/2312-8402-2022-128-36-45

Стефановський Н.,
Ткаченко Г.,
Кургалюк Н.,
Інститут біології та наук про Землю, Поморська Академія в Слупську, Польша
Опришко М.,
Гиренко О.,
Маринюк М.,
Буюн Л.,
Національний ботанічний сад ім. М. М. Гришка НАН України, Київ, Україна

Ключові слова: каєпутова ефірна олія, антибактерійні властивості, грам-негативні та грам-позитивні штами бактерій, диско-дифузійний метод Кірбі-Бауера

Ефірна олія та екстракти листя Melaleuca leucadendra L. продемонстрували ряд біологічних активностей, включаючи антиоксидантні, протимікробні, протипухлинні та протизапальні властивості. Метою цього дослідження була оцінка in vitro протимікробної активності каєпутової ефірної олії щодо грам-негативних штамів, таких як Escherichia coli (Migula) Castellani та Chalmers (ATCC® 25922™), Escherichia coli (Migula) Castellani та Chalmers. (ATCC® 35218™), Pseudomonas aeruginosa (Schroeter) Migula (ATCC® 27853™) та грам-позитивних штамів, таких як Staphylococcus aureus subsp. aureus Rosenbach (ATCC 29213), Staphylococcus aureus subsp. aureus Rosenbach (ATCC® 25923™), метицилін-резистентного (MRSA), mecA-позитивного Staphylococcus aureus (NCTC® 12493), Enterococcus faecalis (Andrewes and Horder) Schleifer and Kilpper-Balz (ATCC® 51299™) (стійкий до ванкоміцину; чутливий до тейкопланіну) та Enterococcus faecalis (Andrewes and Horder) Schleifer и Kilpper-Balz (ATCC® 29212™) для оцінки можливого використання цієї олії для профілактики інфекцій, викликаних цими патогенами. Каєпутова ефірна олія була надана польськими виробниками ефірних олій (Bamer®, Влоцлавек, Польща). Антимікробну чутливість штамів визначали методом дискової дифузії. Наші дослідження показали, що каєпутова ефірна олія проявляє антибактеріальні властивості. Грам-позитивні бактерії були найбільш чутливими до дії каєпутової олії, що може вказувати на те, що біологічні активні речовини в цій олії (включаючи фенольні кислоти, дубильні речовини тощо) можуть бути потенційними речовинами щодо лікування та профілактики бактеріальних інфекцій. Серед грам-негативних бактерій, тільки штам Pseudomonas aeruginosa (Schroeter) Migula (ATCC® 27853™) був стійкий до каєпутової ефірної олії. У цьому випадку, ми не спостерігали статистично істотних змін у зоні затримки росту після застосування ефірної олії порівняно з контрольними зразками (96% етанол). Наше дослідження може свідчити про те, що використання каєпутової ефірної олії може бути корисним у терапії та профілактиці широкого спектру бактеріальних інфекцій у ветеринарії, аквакультурі, медицині та інших галузях.

Бібліографічний список

  1. Abu Bakar, A., Sulaiman, S., Omar, B., & Mat Ali, R. (2012). Evaluation of Melaleuca cajuputi (Family: Myrtaceae) Essential Oil in Aerosol Spray Cans against Dengue Vectors in Low Cost Housing Flats. Journal of Arthropod-Borne Diseases, 6(1), 28–35.
  2. Al-Abd, N. M., Mohamed Nor, Z., Mansor, M., Azhar, F., Hasan, M. S., & Kassim, M. (2015). Antioxidant, antibacterial activity, and phytochemical characterization of Melaleuca cajuputi BMC Complementary and Alternative Medicine, 15, 385. https://doi.org/10.1186/s12906-015-0914-y.
  3. Álvarez-Martínez, F. J., Barrajón-Catalán, E., Encinar, J. A., Rodríguez-Díaz, J. C., & Micol, V. (2020). Antimicrobial Capacity of Plant Polyphenols against Gram-positive Bacteria: A Comprehensive Review. Current Medicinal Chemistry, 27(15), 2576–2606. https://doi.org/10.2174/0929867325666181008115650.
  4. Bauer, A. W., Kirby, W. M., Sherris, J. C., & Turck, M. (1966). Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. American Journal of Clinical Pathology, 45(4), 493–496.
  5. Bianchini Silva, L. S., Perasoli, F. B., Carvalho, K. V., Vieira, K. M., Paz Lopes, M. T., Bianco de Souza, G. H., Henrique Dos Santos, O. D., & Freitas, K. M. (2020). Melaleuca leucadendron (L.) L. flower extract exhibits antioxidant and photoprotective activities in human keratinocytes exposed to ultraviolet B radiation. Free Radical Biology & Medicine, 159, 54–65. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed. 07.022.
  6. Coppo, E., & Marchese, A. (2014). Antibacterial activity of polyphenols. Current Pharmaceutical Biotechnology, 15(4), 380–390. https://doi.org/10.2174/138920101504140825121142.
  7. Ellse, L., & Wall, R. (2014). The use of essential oils in veterinary ectoparasite control: a review. Medical and Veterinary Entomology, 28(3), 233–243. https://doi.org/10.1111/mve.12033.
  8. Farag, R. S., Shalaby, A. S., El-Baroty, G. A., Ibrahim, N. A., Ali, M. A., & Hassan, E. M. (2004). Chemical and biological evaluation of the essential oils of different Melaleuca Phytotherapy Research: PTR, 18(1), 30–35. https://doi.org/10.1002/ptr.1348.
  9. Freires, I. A., Denny, C., Benso, B., de Alencar, S. M., & Rosalen, P. L. (2015). Antibacterial Activity of Essential Oils and Their Isolated Constituents against Cariogenic Bacteria: A Systematic Review. Molecules (Basel, Switzerland), 20(4), 7329–7358. https://doi.org/10.3390/molecules20047329.
  10. Hall, C. W., & Mah, T. F. (2017). Molecular mechanisms of biofilm-based antibiotic resistance and tolerance in pathogenic bacteria. FEMS Microbiology Reviews, 41(3), 276–301. https://doi.org/10.1093/femsre/fux010.
  11. Kalemba, D., & Kunicka, A. (2003). Antibacterial and antifungal properties of essential oils. Current Medicinal Chemistry, 10(10), 813–829. https://doi.org/10.2174/0929867033457719.
  12. Lohakachornpan, P., & Rangsipanuratn W. (2001). Chemical compositions and antimicrobial activities of essential oil from Melaleuca leucadendron minor. Thai J. Pharm. Sci., 25, 133–139.
  13. Martinez J. L. (2014). General principles of antibiotic resistance in bacteria. Drug discovery today. Technologies, 11, 33–39. https://doi.org/10.1016/j.ddtec.2014.02.001.
  14. Monzote, L., Scherbakov, A. M., Scull, R., Satyal, P., Cos, P., Shchekotikhin, A. E., Gille, L., & Setzer, W. N. (2020). Essential Oil from Melaleuca leucadendra: Antimicrobial, Antikinetoplastid, Antiproliferative and Cytotoxic Assessment. Molecules (Basel, Switzerland), 25(23), 5514. https://doi.org/10.3390/molecules25235514.
  15. Munita, J. M., & Arias, C. A. (2016). Mechanisms of Antibiotic Resistance. Microbiology Spectrum, 4(2), 10.1128/microbiolspec.VMBF-0016-2015. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.VMBF-0016-2015.
  16. Mutlu-Ingok, A., Devecioglu, D., Dikmetas, D. N., Karbancioglu-Guler, F., & Capanoglu, E. (2020). Antibacterial, Antifungal, Antimycotoxigenic, and Antioxidant Activities of Essential Oils: An Updated Review. Molecules (Basel, Switzerland), 25(20), 4711. https://doi.org/10.3390/molecules25204711.
  17. North, O. I., & Brown, E. D. (2021). Phage-antibiotic combinations: a promising approach to constrain resistance evolution in bacteria. Annals of the New York Academy of Sciences, 1496(1), 23–34. https://doi.org/10.1111/nyas.14533.
  18. Okoth, D.A., Chenia, H.Y., Koorbanally, N.A. (2013). Antibacterial and antioxidant activities of flavonoids from Lannea alata (Engl.) Engl. (Anacardiaceae). Phytochemistry Letters, 6, 476–481. https://doi.org/10.1016/j.phytol.2013.06.003.
  19. Saifudin, A., Lallo, S. A., & Tezuka, Y. (2016). The Potent Inhibitors of Protein Tyrosine Phosphatase 1B from the Fruits of Melaleuca leucadendron. Pharmacognosy Research, 8(Suppl. 1), S38–S41. https://doi.org/10.4103/0974-8490.178644.
  20. Sathoff, A. E., & Samac, D. A. (2019). Antibacterial Activity of Plant Defensins. Molecular Plant-Microbe Interactions: MPMI, 32(5), 507–514. https://doi.org/10.1094/MPMI-08-18-0229-CR.
  21. Schelkle, B., Snellgrove, D., Jones, L. L., & Cable, J. (2015). Efficacy of commercially available products against Gyrodactylus turnbulli infections on guppies Poecilia reticulata. Diseases of Aquatic Organisms, 115(2), 129–137. https://doi.org/10.3354/dao02886.
  22. Surh, J., & Yun, J. M. (2012). Antioxidant and Anti-inflammatory Activities of Butanol Extract of Melaleuca leucadendron Preventive Nutrition and Food Science, 17(1), 22–28. https://doi.org/10.3746/pnf.2012.17.1.022.
  23. Tariq, S., Wani, S., Rasool, W., Shafi, K., Bhat, M. A., Prabhakar, A., Shalla, A. H., & Rather, M. A. (2019). A comprehensive review of the antibacterial, antifungal and antiviral potential of essential oils and their chemical constituents against drug-resistant microbial pathogens. Microbial Pathogenesis, 134, 103580. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2019.103580.
  24. Truchan, M., Tkachenko, H., Buyun, L., Kurhaluk, N., Góralczyk, A., Tomin, W., Osadowski, Z. (2019). Antimicrobial Activities of Three Commercial Essential Oils Derived from Plants Belonging to Family Pinaceae. Agrobiodiversity for Improving Nutrition. Health, and Life Quality, (3), 111-126. https://doi.org/10.15414/agrobiodiversity.2019.2585-8246.111-126.
  25. Valdés, A. F., Martínez, J. M., Lizama, R. S., Vermeersch, M., Cos, P., & Maes, L. (2008). In vitro anti-microbial activity of the Cuban medicinal plants Simarouba glauca DC, Melaleuca leucadendron L and Artemisia absinthium Memorias do Instituto Oswaldo Cruz, 103(6), 615–618. https://doi.org/10.1590/s0074-02762008000600019.
  26. Waglechner, N., & Wright, G. D. (2017). Antibiotic resistance: it’s bad, but why isn’t it worse? BMC Biology, 15(1), 84. https://doi.org/10.1186/s12915-017-0423-1.
  27. Wencewicz T. A. (2019). Crossroads of Antibiotic Resistance and Biosynthesis. Journal of Molecular Biology, 431(18), 3370–3399. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2019.06.033.
  28. Wu, Q., & Zhou, J. (2021). The application of polyphenols in food preservation. Advances in Food and Nutrition Research, 98, 35–99. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2021.02.005.
  29. Zacchino, S. A., Butassi, E., Liberto, M. D., Raimondi, M., Postigo, A., & Sortino, M. (2017). Plant phenolics and terpenoids as adjuvants of antibacterial and antifungal drugs. Phytomedicine: International Journal of Phytotherapy and Phytopharmacology, 37, 27–48. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2017.10.018.
  30. Zar, J. H. (1999). Biostatistical Analysis. 4th, Prentice Hall Inc., New Jersey.