Антибактерійна ефективність спиртових екстрактів, отриманих з листя деяких видів чебрецю (lamiaceae) щодо staphylococcus aureus subsp. aureus

Завантажити PDF

DOI: 10.32900/2312-8402-2021-125-18-29

Кургалюк Н.,
Ткаченко Г.,
Інститут біології та наук про Землю, Поморська Академія в Слупську, Польща,
Гончаренко В.,
Національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна,
Начичко В.,
Прокопів А.,
Національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна,
Ботанічний сад Національного університету імені Івана Франка, Львів, Україна,
Аксьонов Є.,
Інститут тваринництва НААН, Харків, Україна

Ключові слова: чебрець, листя, етанольні екстракти, Staphylococcus aureus subsp. aureus (ATCC®29213™), антибактерійна активність, агаро-дифузійний метод

Переконлива кількість досліджень показала, що тимол разом з іншими вторинними метаболітами проявляє сильні антимікробні, антигрибкові та антипаразитарні властивості. Цей факт спонукав нас дослідити антибактерійну ефективність чотирьох видів і одного міжвидового гібриду роду Thymus, зібраних в західній частині України, щодо Staphylococcus aureus subsp. aureus (ATCC®29213™). На підставі даних літератури і попередніх результатів, отриманих в нашій лабораторії, у цьому дослідженні ми вирішили проаналізувати антимікробну ефективність п’яти спиртових екстрактів, отриманих з листя чотирьох видів і одного міжвидового гібриду чебрецю, щодо штаму S. aureus subsp. aureus (ATCC®29213™). Свіже листя промивали, зважували, подрібнювали і гомогенізували в 96% етанолі (пропорція 1:19) при кімнатній температурі. Потім екстракти фільтрували і досліджували їх антимікробну активність за допомогою агаро-дифузійного методу. Етанольні екстракти, отримані з листя рослин чебрецю, показали різну антибактерійну активність щодо S. aureus subsp. aureus. Найвищу антибактеріальну активність проявили екстракти, отримані з листя Th. serpyllum, Th. pannonicus, потім – Th. pulegioides, Th. alpestris і Th. x porcii. Оскільки антибактерійна ефективність лікарських рослин сильно відрізняється залежно від фітохімічних характеристик родин і підродин рослин, не дивно, що можна помітити різницю в цій ефективності навіть при використанні зразків, взятих з однієї рослини, але з двох різних регіонів. Протимікробна активність неочищених етанольних екстрактів, отриманих з листя рослин чебрецю, може бути пов’язана з певними сполуками або комбінацією сполук які проявляють антибактерійну властивість. Це дослідження закладає основу для майбутніх праць, щоб підтвердити можливе використання видів Thymus як кандидатів для лікування інфекцій, викликаних S. aureus в медицині і ветеринарії.

Бібліографічний список

  1. Ballester-Costa, C., Sendra, E., Fernández-López, J., & Viuda-Martos, M. (2016). Evaluation of the antibacterial and antioxidant activities of chitosan edible films incorporated with organic essential oils obtained from four Thymus J. Food Sci. Technol., 53 (8), 3374–3379. https://doi.org/10.1007/s13197-016-2312-y.
  2. Bartolucci, F., Peruzzi, L., & Passalacqua, N. (2013). Typification of names and taxonomic notes within the genus Thymus (Lamiaceae). Taxon, 62 (6), 1308–1314.
  3. Basch, E., Ulbricht, C., Hammerness, P., Bevins, A., & Sollars, D. (2004). Thyme (Thymus vulgaris), thymol. J. Herb Pharmacother., 4 (1), 49–67.
  4. Bauer, A. W., Kirby, W. M., Sherris, J. C., & Turck, M. (1966). Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. J. Clin. Pathol., 45 (4), 493–496.
  5. De Morais, S. M., Vila-Nova, N. S., Bevilaqua, C. M., Rondon, F. C., Lobo, H., De Alencar Araripe Noronha Moura, A., Sales, A. D., Rodrigues, A. P., De Figuereido, J. R., Campello, C. C., Wilson, M. E., & De Andrade, H. F. Jr. (2014). Thymol and eugenol derivatives as potential antileishmanial agents. Bioorg. Med. Chem., 22(21), 6250–6255. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2014.08.020.
  6. Felipe, V., Morgante, C. A., Somale, P. S., Varroni, F, Zingaretti, M. L., Bachetti, R. A., Correa, S. G., & Porporatto, C. (2017). Evaluation of the biofilm forming ability and its associated genes in Staphylococcus species isolates from bovine mastitis in Argentinean dairy farms. Pathog., 104, 278–286. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2017.01.047.
  7. Honcharenko, V., Tkachenko, H., Nachychko, V., Prokopiv, A., & Osadowski, (2018). The antibacterial activities of some Thymus (Lamiaceae) representatives against Salmonella enteriditis strain locally isolated. Agrobiodiversity for Improving Nutrition, Health, and Life Quality, (2), 212–222. https://doi.org/10.15414/agrobiodiversity.2018.2585-8246.212-222
  8. Honcharenko, V., Tkachenko, H., Osadowski, Z., Nachychko, V., & Prokopiv, (2018). The antibacterial activities of ethanolic extracts obtained from leaves of some Thymus (Lamiaceae) representatives against β-lactamase producing Pseudomonas aeruginosa strain. Słupskie Prace Biologiczne, 15, 59–78.
  9. Honcharenko, V., Tkachenko, H., Prokopiv, A., Nachychko, V., Kurhaluk,, & Osadowski, Z. (2019). Oxidative stress biomarkers in the equine erythrocytes after In Vitro treated with leaf extract obtained from Thymus × porcii Borbás (Lamiaceae). Agrobiodiversity for Improving Nutrition, Health, and Life Quality, (3), 382–393. https://doi.org/10.15414/agrobiodiversity.2019.2585-8246.382-393.
  10. Kavoosi, G., Dadfar, S. M., & Purfard, A. M. (2013). Mechanical, physical, antioxidant, and antimicrobial properties of gelatin films incorporated with thymol for potential use as nano wound dressing. Food Sci., 78 (2), E 244–250. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12015.
  11. Khan, I. A., Abourashed, E. A. (2010). Leung’s Encyclopedia of Common Natural Ingredients Used in Food, Drugs and Cosmetics (3rd), John Wiley and Sons, Inc., Hoboken, NJ, p. 594–597.
  12. Khoury, M., Stien, D., Eparvier, V., Ouaini, N., & El Beyrouthy, M. (2016). Report on the Medicinal Use of Eleven Lamiaceae Species in Lebanon and Rationalization of Their Antimicrobial Potential by Examination of the Chemical Composition and Antimicrobial Activity of Their Essential Oils. Based Complement. Alternat. Med., 2016, 2547169. https://doi.org/10.1155/2016/2547169.
  13. Kokkini, S., Karousou, R., Hanlidou, E. (2003). HERBS Herbs of the Labiatae, In Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition, 2nd, Ed. Caballero B., Oxford: Academic Press. https://doi.org/10.1016/B0-12-227055-X/00593-9
  14. Larcombe, S., Jiang, J. H., Hutton, M. L., Abud, H. E., Peleg, A. Y., & Lyras, D. (2020). A mouse model of Staphylococcus aureus small intestinal infection. Med. Microbiol., 69(2), 290–297. https://doi.org/10.1099/jmm.0.001163.
  15. Leuenberger, A., Sartori, C., Boss, R., Resch, G., Oechslin, F., Steiner, A., Moreillon, P., & Graber, H. U. (2019). Genotypes of Staphylococcus aureus: On-farm epidemiology and the consequences for prevention of intramammary infections. Dairy Sci., 102(4), 3295–3309. https://doi.org/10.3168/jds.2018-15181.
  16. Li, T., Lu, H., Wang, X., Gao, Q., Dai, Y., Shang, J., & Li, M. (2017). Molecular Characteristics of Staphylococcus aureus Causing Bovine Mastitis between 2014 and 2015. Front Cell Infect. Microbiol., 7, 127. https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00127.
  17. Marchese, A., Orhan, I. E., Daglia, M., Barbieri, R., Di Lorenzo, A., Nabavi, S. F., Gortzi, O., Izadi, M., & Nabavi, S. M. (2016). Antibacterial and antifungal activities of thymol: A brief review of the literature. Food Chem., 210, 402–414. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.04.111.
  18. Marino, M., Bersani, C., & Comi, G. (1999). Antimicrobial activity of the essential oils of Thymus vulgaris measured using a bioimpedometric method. J. Food Prot., 62(9), 1017–1023. https://doi.org/10.4315/0362-028x-62.9.1017.
  19. Mathela, C. S., Singh, K. K., & Gupta, V. K. (2010). Synthesis and in vitro antibacterial activity of thymol and carvacrol derivatives. Acta Pol. Pharm., 67(4), 375–380.
  20. Morales, R. (2002). The history, botany and taxonomy of the genus Thymus. In: Stahl-Biskup E., Sáez F. (Eds.) The genus Thymus. Taylor & Francis, London, New York, p. 1–43.
  21. Moumni, S., Elaissi, A., Trabelsi, A., Merghni, A., Chraief, I., Jelassi, B., Chemli, R., & Ferchichi, S. (2020). Correlation between chemical composition and antibacterial activity of some Lamiaceae species essential oils from Tunisia. BMC Complement. Med. Ther., 20(1), 103. https://doi.org/10.1186/s12906-020-02888-6.
  22. Nabavi, S. M., Marchese, A., Izadi, M., Curti, V., Daglia, M., & Nabavi, F. (2015). Plants belonging to the genus Thymus as antibacterial agents: from farm to pharmacy. Food Chem., 173, 339–347. https://doi.org/10.1016/j.foodchem. 2014.10.042.
  23. Nachychko, V. (2014). The genus Thymus (Labiatae Juss.) in the Ukrainian Carpathians’ flora: systematics and taxonomic problems. Visnyk of Lviv University. Biological Series. Lviv, 64, 159–169 [in Ukrainian].
  24. Nachychko, V. O. (2015). Diagnostic features of representatives of Thymus Serpyllum and T. sect. Marginati (Lamiaceae) and guidance for their herborization. The Journal of V. N. Karazin Kharkiv National University. Series: Biology, 25, 77–89.[in Ukrainian].
  25. Nachychko, V. O., Honcharenko, V. I. (2016). Hybrids of Thymus (Lamiaceae) genus in flora of the western regions of Ukraine: taxonomic composition and distribution. Studia Biologica, 10(1), 163–186. [in Ukrainian].
  26. Okoth, D. A., Chenia, H. Y., & Koorbanally, N. A. (2013). Antibacterial and antioxidant activities of flavonoids from Lannea alata (Engl.) Engl. (Anacardiaceae). Lett., 6, 476–481.
  27. Palaniappan, K., Holley, R. A. (2010). Use of natural antimicrobials to increase antibiotic susceptibility of drug resistant bacteria. J. Food Microbiol., 140 (2–3), 164–168. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2010.04.001.
  28. Pemmaraju, S. C., Pruthi, P. A., Prasad, & , Pruthi, V. (2013). Candida albicans biofilm inhibition by synergistic action of terpenes and fluconazole. Indian J. Exp. Biol., 51(11), 1032–1037.
  29. Petrović, N. V., Petrović, S. S., Džamić, A. M., Ćirić, A. D., Ristić, M. S., Milovanović, S. L., & Petrović, S. D. (2016). Chemical composition, antioxidant and antimicrobial activity of Thymus praecox supercritical extracts. Supercrit. Fluids, 110, 117–125.
  30. Rivas, L., McDonnell, M. J., Burgess, C. M., O’Brien, M., Navarro-Villa, A., Fanning, S., & Duffy, G. (2010). Inhibition of verocytotoxigenic Escherichia coli in model broth and rumen systems by carvacrol and thymol. J. Food Microbiol., 139(1-2), 70–78. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2010.01.029.
  31. Rota, M. C., Herrera, A., Martínez, R. M., Sotomayor, J. A., & Jordán, M. J. (2008). Antimicrobial activity and chemical composition of Thymus vulgaris, Thymus zygis and Thymus hyemalis essential oils. Food Control, 19(7), 681–687.
  32. Schött, G., Liesegang, S., Gaunitz, F., Gleß, A., Basche, S., Hannig, C., & Speer, K. (2017). The chemical composition of the pharmacologically active Thymus species, its antibacterial activity against Streptococcus mutans and the antiadherent effects of vulgaris on the bacterial colonization of the in situ pellicle. Fitoterapia, 121, 118–128. https://doi.org/10.1016/j.fitote.2017.07.005.
  33. Sim, J. X. F., Khazandi, M., Chan, W. Y., Trott, D. J., & Deo, P. (2019). Antimicrobial activity of thyme oil, oregano oil, thymol and carvacrol against sensitive and resistant microbial isolates from dogs with otitis externa. Dermatol., 30(6), 524–159. https://doi.org/10.1111/vde.12794.
  34. Sim, L. Y., Abd Rani, N. Z., & Husain, K. (2019). Lamiaceae: An Insight on Their Anti-Allergic Potential and Its Mechanisms of Action. Front Pharmacol., 10, 677. https://doi.org/10.3389/fphar.2019.00677.
  35. Soorni, A., Borna, T., Alemardan, A., Chakrabarti, M., Hunt, A. G., & Bombarely, A. (2019). Transcriptome Landscape Variation in the Genus Thymus. Genes (Basel), 10(8), 620. https://doi.org/10.3390/genes10080620.
  36. Uritu, C. M., Mihai, C. T., Stanciu, G. D., Dodi, G., Alexa-Stratulat, T., Luca, A., Leon-Constantin, M. M., Stefanescu, R., Bild, V., Melnic, S., & Tamba, B. I. (2018). Medicinal Plants of the Family Lamiaceae in Pain Therapy: A Review. Pain Res. Manag., 2018, 7801543. https://doi.org/10.1155/2018/7801543.
  37. Xu, J., Zhou, F., Ji, B. P., Pei, R. S., & Xu, N. (2008). The antibacterial mechanism of carvacrol and thymol against Escherichia coli. Lett. Appl. Microbiol., 47(3), 174–179. https://doi.org/1111/j.1472-765X.2008.02407.x.
  38. Zaatout, N., Ayachi, A., & Kecha, M. (2020). Staphylococcus aureus persistence properties associated with bovine mastitis and alternative therapeutic modalities. Appl. Microbiol., 129 (5), 1102–1119. https://doi.org/10.1111/jam.14706.
  39. Zar, J. H. (1999). Biostatistical Analysis. 4th, Prentice Hall Inc., New Jersey.