Antibacterial activity of Zataria multiflora essential oil and its main components against Pseudomonas aeruginosa

• Autorzy: Mahboubi M. , Heidarytabar R. , Mahdizadeh E.

Warianty tytułu

PL

Aktywność antybakteryjna olejku eterycznego z Zataria multiflora i jego głównych składników przeciwko Pseudomonas aeruginosa

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Introduction: In Iranian traditional medicine, Zataria multiflora Boiss (Lamiaceae family) is reputed due to its antiseptic effects. Objective: The purpose of this study was to evaluate the antibacterial and biofilm killing effects of Z. multiflora essential oil and main components against Pseudomonas aeruginosa. Methods: The main components of essential oil were identified by gas chromatography (GC) and gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS). The antibacterial properties of Z. multiflora oil and main components were determined by assessing the MIC and MBC values, and their inhibition percent of biofilm killing effects were determined by the evaluation of optical density. The role of each main component in these activities was determined according to the chemical profiles of essential oil. Results: Thymol (38.7%), carvacrol (30.6%), and p-cymene (8.3%) were main components of twenty five components of essential oil. Carvacrol had the higher role in antibacterial activity against P. aeruginosa, followed by thymol. P-cymene enhanced the antibacterial activities of thymol and carvacrol against P. aeruginosa. Carvacrol showed the weak role in biofilm killing effect. In spite of the low antibacterial activity of p-cymene against P. aeruginosa, it can enhance the antibacterial activity of thymol or carvacrol. Conclusion: Z. multiflora essential oil can be used for the management of P. aeruginosa infections. Determining the precise role of each components needs investigating in their behavior in different media.

PL

Wstęp: Zataria multiflora Boiss (rodzina Lamiaceae) jest cenionym środkiem antyseptycznym w irańskiej medycynie tradycyjnej. Cel: Celem tej pracy było określenie działania antybakteryjnego oraz niszczącego biofilm olejku eterycznego i innych podstawowych składników Z. multiflora przeciwko Pseudomonas aeruginosa. Metody: Najważniejsze składniki olejku eterycznego zostały określone za pomocą chromatografii gazowej (GC) i chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią masową (GC-MS). Właściwości antybakteryjne olejku eterycznego i głównych składników Z. multiflora zostały określone przez oznaczenie wartości MIC i MBC. Efekt niszczenia biofilmu określono za pomocą gęstości optycznej. Rolę każdego z głównych składników określono zgodnie z profilami chemicznymi olejków eterycznych. Wyniki: Olejek eteryczny Z. multiflora tworzy 25 składników, a głównymi są tymol (38,7%), karwakrol (30,6%) i p-cymen (8,3%). Karwakrol miał największy udział w działaniu antybakteryjnym przeciw P. aeruginosa, kolejnym był tymol. P-cymen wzmacniał działanie antybakteryjne tymolu i karwakrolu przeciwko P. aeruginosa. Karwakrol wykazywał słabe działanie przeciwko biofilmowi. Oprócz niskiego poziomu aktywności antybakteryjnej przeciwko P. aeruginosa, p-cymen może wzmacniać działanie antybakteryjne karwakrolu. Wnioski: Olejek eteryczny z Z. multiflora może być stosowany w leczeniu infekcji P. aeruginosa. Określenie dokładnej roli każdego składnika wymaga badania ich działania na różnych podłożach.

Słowa kluczowe

EN

antibacterial activity; Zataria multiflora; Lamiaceae; thymol; carvacrol; biofilm; pyocyanine; essential oil; oil component; Pseudomonas aeruginosa; traditional medicine; Iran

• Wydawca: -
• Czasopismo: Herba Polonica
• Rocznik: 2017
• Tom: 63
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.18-24,fig.,ref.

Twórcy

autor

Mahboubi M.

• Department of Microbiology, Medicinal Plant Research Center of Barij, Kashan, Iran

autor

Heidarytabar R.

• Department of Microbiology, Medicinal Plant Research Center of Barij, Kashan, Iran

autor

Mahdizadeh E.

• Department of Microbiology, Medicinal Plant Research Center of Barij, Kashan, Iran

Bibliografia

• 1. Gellatly SL, Hancock REW. Pseudomonas aeruginosa: new insights into pathogenesis and host defenses. Pathog Dis 2013; 67:159-73. doi: http://dx.doi.org/10.1111/2049-632X.12033
• 2. Bassetti M, Righi E, Viscoli C. Pseudomonas aeruginosa serious infections: mono or combination antimicrobial therapy? Cur Med Chem 2008; 15(5):7-22. doi: http://dx.doi.org/10.2174/092986708783503186
• 3. Ben Haj Khalifa A, Moissenet D, Vu Thien H, Khedher M. Virulence factors in Pseudomonas aeruginosa: mechanisms and modes of regulation. Ann Biol Clin 2011; 69:393-403. doi: http://dx.doi.org/10.1684/abc.2011.0589
• 4. Rybtke MT, Jensen PO, Hoiby N, Givskov M, Tolker-Nielsen T, Bjarnsholt T. The implication of Pseudomonas aeruginosa biofilms in infections. Inflamm Allergy Drug Targets. 2011; 10:141-57. doi: http://dx.doi.org/10.2174/187152811794776222
• 5. Moore NM, Flaws ML. Antimicrobial resistance mechanisms in Pseudomonas aeruginosa. Clin Lab Sci 2011; 24:47-51.
• 6. Rasamiravaka T, Labtani Q, Duez P, El Jaziri M. The formation of biofilms by Pseudomonas aeruginosa: A review of the natural and synthetic compounds interfering with control mechanisms. Biomed Res Int 2015; 2015:17. doi: http://dx.doi.org/10.1155/2015/759348
• 7. Nzeako BC, Al-Kharousi ZS, Al-Mahrooqui Z. Antimicrobial activities of clove and thyme extracts. Sultan Qaboos Univ Med J 2006; 6:33-9.
• 8. Zargari A. Medical Plants. 4th ed. Tehran University Publications 1990.
• 9. Mahboubi M. Zataria multiflora Boiss as medicinal plant. Germany: LAP Lambert Academic Publishing 2013.
• 10. Fallah F, Taherpour A, Borhan RS, Hashemi A, Habibi M, Sajadi Nia R. Evaluation of Zataria multiflora Boiss and Carum copticum antibacterial activity on IMP-type metallo-beta-lactamaseproducing Pseudomonas aeruginosa. Ann Burns Fire Disasters 2013; 26:193-198.
• 11. Gavanji S, Mohammadi E, Larki B, Bakhtari A. Antimicrobial and cytotoxic evaluation of some herbal essential oils in comparison with common antibiotics in bioassay condition. Integ Med Res 2014; 3:142-52. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.imr.2014.07.001
• 12. Mahboubi M, Kazempour N. In vitro antimicrobial activity of some essential oils from Labiatae family. J Ess Oil Bearing Plants 2009; 12:494-508. doi: http://dx.doi.org/10.1080/0972060X.2009.10643750
• 13. Owlia P, Saderi H, Rasooli I, Sefidkon F. Antimicrobial characteristics of some herbal oils on Pseudomonas aeruginosa with special reference to their chemical compositions. Iranian J Pharm Res 2009; 8(2)107-14.
• 14. Adams RP. Identification of essential oils by gas chromatography quadrupole mass spectrometry. Allured Publishing Corporation, Carol Stream 2001.
• 15. CLSI. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically. In: Approved Standard M7-A8 EE, Wayne 2009.
• 16. Coffey BM, Anderson GG. Biofilm formation in the 96-well microtiter plate. Methods Mol Biol 2014; 1149:631-41. doi: http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-0473-0_48
• 17. Rattanachaikunsopon P, Phumkhachorn P. Assessment of factors influencing antimicrobial activity of carvacrol and cymene against Vibrio cholerae in food. J Biosci Bioeng 2010; 110:614-9. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jbiosc.2010.06.010
• 18. Ultee A, Bennik MHJ, Moezelaar R. The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-borne pathogen Bacillus cereus. Appl Environment Microbiol 2002; 68:1561-8. doi: http://dx.doi.org/10.1128/AEM.68.4.1561-1568.2002
• 19. Cristani M, D’Arrigo M, Mandalari G, Castelli F, Sarpietro MG, Micieli D et al. Interaction of four monoterpenes contained in essential oils with model membranes: implications for their antibacterial activity. J Agric Food Chem 2007; 5:6300-8. doi: http://dx.doi.org/10.1021/jf070094x
• 20. Ben Arfa A, Combes S, Preziosi-Belloy L, Gontard N, Chalier P. Antimicrobial activity of carvacrol related to its chemical structure. Let Appl Microbiol 2006; 43:149-54. doi: http://dx.doi.org/10.1111/j.1472-765X.2006.01938x
• 21. Burt SA, van der Zee R, Koets AP, de Graaff AM, van Knapen F, Gaastra W et al. Car vacrol induces heat shock protein 60 and inhibits synthesis of flagellin in Escherichia coli O157:H7. Appl Environ Microbiol 2007; 73:4484-90. doi: http://dx.doi.org/ 10.1128/AEM.00340-07
• 22. Juven BJ, Kanner J, Schved F, Weisslowicz H. Factors that interact with the antibacterial action of thyme essential oil and its active constituents. J Appl Bacteriol 1994; 76:626-31. doi: http://dx.doi.org/0.1111/j.1365-2672.1994.tb01661.x

Identyfikatory

DOI

10.1515/hepo-2017-0016