Les activités antimicrobiennes de l'eugénol et Cinnamaldehyde contre l'agent pathogène gastrique humaine Contexte de Helicobacter pylori
Résumé
Eradication de Helicobacter pylori
est un objectif important pour surmonter les maladies gastriques. De nombreux régimes sont actuellement disponibles, mais aucun d'entre eux pourraient atteindre 100% de réussite dans l'éradication. Eugénol et cinnamaldéhyde qui sont couramment utilisés dans diverses préparations alimentaires sont connus pour posséder une activité antimicrobienne contre un large spectre de bactéries.
Objectif
La présente étude a été réalisée pour évaluer les effets in vitro
en eugénol et cinnamaldéhyde contre H. pylori indigène et norme
souches, leurs concentrations minimales inhibitrices (CMI) et les effets cours du temps létaux à divers pH.
Méthodes
un total de 31 souches (29 indigènes et une souche standard de H. pylori
ATCC 26695, une souche de E. coli
NCIM 2089) ont été projetés. Méthode de dilution d'agar a été utilisé pour la détermination des profils de sensibilité aux médicaments des isolats aux antibiotiques couramment utilisés et la méthode de dilution en bouillon pour les composés d'essai.
Résultats
eugénol et le cinnamaldéhyde inhibe la croissance de toutes les 30 H.pylori
souches testées, à une concentration de 2 pg /ml, dans les 9 et 12 heures d'incubation, respectivement. À un pH acide, une activité accrue a été observée pour les deux composés. En outre, l'organisme n'a pas développé une résistance envers ces composés, même après 10 passages cultivés à des concentrations sous-inhibitrices.
Conclusion Ces résultats montrent que les deux composés bioactifs testées peuvent empêcher la croissance de H. pylori dans
vitro
, sans acquérir aucune résistance.
Présentation
Helicobacter pylori
a été découvert en 1982 et a ensuite été trouvé pour être un agent étiologique important pour la gastrite [1], les ulcères peptiques [2] et gastrique malignité [3]. On estime que la moitié de la population mondiale est infectée par H. pylori
[4]. De nombreuses preuves cliniques révèlent que l'éradication des résultats de H. pylori dans l'amélioration de la gastrite et diminue considérablement le taux de rechute des ulcères gastriques et duodénaux [5, 6]. H. pylori de taux de port sont environ 80-90% dans les pays en développement [7], avec un risque élevé de cancer gastrique et traitements antibiotiques contre H. pylori
sont souvent inefficaces dans ces populations [8]. En outre, des effets secondaires indésirables [9], la non-conformité entre les patients [10] et le coût des traitements antibiotiques [11] sont quelques autres facteurs pour leur inefficacité. Par conséquent, il est nécessaire de développer des approches alternatives pour supprimer /guérir l'infection.
Depuis les temps anciens, les épices et les condiments ont été considérés comme indispensables dans l'art culinaire, car ils sont utilisés pour aromatiser les aliments. Aussi ces épices ont été reconnus pour leurs propriétés physiologiques et médicinales. Il est présumé que l'efficacité à large spectre de ces épices [12-14] peut fournir une base appropriée pour de nouvelles thérapies
H. pylori anti-. Certaines des études épidémiologiques suggèrent une relation inverse entre l'apparition d'un cancer de l'estomac (pour lesquels l'infection de H. pylori est un facteur de risque connu) et l'apport des allium légumes [15, 16]. Il y a des rapports sur l'activité antimicrobienne in vitro
de nombreux extraits d'épices (et non pas leurs principes actifs) sur H. pylori
[17, 18]. Mais les principes actifs de l'ail et l'ail composants ont été testés [11, 19] eugénol de., Un composé phénolique est le composant principal de clou de girofle (Eugenia caryophillis
) d'huile. Cinnamaldehyde est un aldéhyde aromatique et le composant principal de l'extrait d'écorce de cannelle (Cinnamomum verum
). Ces deux composés sont présents dans les huiles essentielles de nombreuses plantes et sont révélés être actifs contre de nombreuses bactéries pathogènes [20, 21], des champignons [21, 22] et des virus [14]. Il y a un manque d'information sur les effets de ces composés bioactifs sur H. pylori
. Par conséquent, la présente étude a été entreprise pour évaluer l'efficacité de l'eugénol et cinnamaldéhyde comme agents anti H. pylori
. Matériaux et méthodes
H. pylori
souches
Trente H. pylori
souches et un E. coli
souche (NCIM2089) ont été utilisés dans l'étude. Vingt-neuf souches qui ont été désignés comme MS-1 à MS-29 ont été isolés à partir d'échantillons de biopsie gastrique (15 de l'ulcère duodénal, 10 à partir de dyspepsie non ulcère et 4 des sujets d'ulcère gastrique), après consentement éclairé des patients qui ont subi une gastro-intestinal supérieur endoscopie au Deccan College of Medical Sciences, Hyderabad, Inde. Une souche de H. pylori
(ATCC26695) a également été inclus
isolement primaire a été effectuée sur gélose Brucella (Becton, Dickinson & Co, Sparks, États-Unis)., Complété avec 7% (V /V) de sang de mouton et des antibiotiques (vancomycine, 6 mg /L; amphotéricine B, 3 mg /L; polymixine B, 2500 UI /L; Salut-Media, Mumbai, Inde). pH final du milieu a été ajusté à 7,2. H.pylori
a été identifié par sa morphologie typique des colonies, la coloration de Gram, la croissance microaérophile à 37 ° C, et par d'autres tests biochimiques tels que oxydase, la catalase et uréase. Ces souches ont été conservées à -80 ° C dans un bouillon de brucella (Becton, Dickinson & Co, Sparks, États-Unis) contenant 10% (V /V) de sérum de veau foetal (FCS) et 20% (V /V) de glycérol
les composés bioactifs
préparations commerciales de composés bioactifs, tels que l'eugénol et le cinnamaldéhyde ont été utilisés dans nos expériences. Toutes les souches ont été ensemencées sur de la gélose Brucella complété avec du sang de mouton à 7% et cultivées pendant 48 heures dans des conditions microaérobies. La croissance bactérienne a été récolté à partir des plaques et remises en suspension dans du sérum physiologique stérile. L'inoculum a été préparé pour contenir ~ 10 8 UFC /ml en ajustant la suspension pour correspondre à la norme McFarland No-4 turbidité [23].
L'activité antibactérienne des concentrations minimales inhibitrices des antibiotiques standards (CMI) pour des antibiotiques tels que le métronidazole, l'amoxycilline et clarithromycine ont été déterminées par la méthode de dilution en gélose, en utilisant deux incréments de pliage (0,016 à 256 ug /ml) sur de l'agar Mueller-Hinton (MHA) plaques supplémenté avec du sang de mouton à 7% et incubées pendant 3 jours à 37 ° C une armoire microaérophile. Les CMI ont été déterminées comme la plus faible concentration des antibiotiques inhibant la croissance visible [24] en utilisant ~ 10 6 CFU d'inoculum.
Activité antibactérienne de eugenol et de cinnamaldehyde
dépistage primaire
La diffusion de disques Kirby-Bauer test de sensibilité a été utilisé pour vérifier l'activité des composés bioactifs sur H. pylori
. L'inoculum préparé comme décrit précédemment a été inoculé sur MHA supplémenté avec 7% de sang de mouton et des disques de composés bioactifs (préparé en chargeant les composés respectifs de concentration variable sur les disques de papier filtre stérile) ont été placés sur les plaques avec le distributeur stérile et on l'incube dans une atmosphère microaérobique à 37 ° C pendant 3 jours.
concentration minimale inhibitrice (CMI) de composés bioactifs
Comme il n'y avait pas de méthode établie pour déterminer l'activité antibactérienne des composés bioactifs contre H. pylori
, série à deux Les dilutions de l'eugénol et du cinnamaldéhyde ont été faites dans une préparation Brucella 5 ml de bouillon (pH 7) avec 0,1% de diméthylsulfoxyde (DMSO, qui améliore la solubilité composé) et supplémenté avec 2,5% de sérum de foetus de veau (FCS). Coton-laine branché 25 ml des flacons coniques de bouillon Brucella préparées comme ci-dessus, ont été inoculés avec H. pylori
(~ 10 6 UFC /ml) [11]. Les flacons ont été incubés pendant 3-5 jours dans une armoire microaerophilic avec agitation à ~ 150 rpm. Après incubation, 100 aliquotes du milieu ont été étalées sur des plaques de gélose Brucella additionné de sang de mouton 7% pour déterminer les comptes viables.
Temps cours
Temps études cours de viabilité des composés bioactifs ont été mis en place de la même manière que les tests de CMI ci-dessus, mais les bouillons ont été échantillonnés toutes les heures sur les 4 premières heures et ensuite de nouveau à 6, 9, 12, 24, 48 et 72 h pour vérifier le nombre viable. H.pylori
ATCC26695 a été utilisée comme inoculum pour l'étude.
A titre de comparaison, un antibiotique connu tel que amoxycilline a été utilisé et E. coli
(NCIM2089) a été utilisé comme témoin bactérien standard autre que H. Effets de pylori
. de composés bioactifs sur H. pylori
morphologie
Pour vérifier l'effet des composés bioactifs sur la morphologie de H. pylori
, diapositives ont été préparés à partir des échantillons ci-dessus de la première quatre heures, colorées avec Giemsa et observées sous immersion dans l'huile.
mesure de l'activité bactéricide à pH acide
les effets du pH sur les activités antibactériennes de eugenol et de cinnamaldehyde ont été effectués comme indiqué précédemment [25, 26]. Le pH du tampon a été ajusté à 4,00 en utilisant 100 mM de tampon citrate (pH 5,2) additionné de 10 mM d'urée, et le pH a été ajusté à 7,00 en utilisant 10 mM de tampon phosphate (pH 6,8). H.pylori
ATCC26695 (~ 10 7 UFC /ml) a été inoculé dans 5 ml de milieu avec 0,1% de DMSO dans laquelle diverses concentrations des composés ont été ajoutés. Toutes les fioles ont été incubées à 37 ° C. Vingt ul des échantillons ont été prélevés à 0, 15, 30 et 60 minutes après l'inoculation d'énumérer le nombre de cellules viables.
Test pour le développement de la résistance aux composés bioactifs
Pour étudier le développement de la résistance, cinq souches à savoir ATCC26695, MS-27 (sensible à tous les trois antibiotiques), SM-1 (résistant aux trois antibiotiques), MS-8 (résistant au métronidazole, la clarithromycine et sensible à l'amoxycilline) et MS-15 (résistance uniquement aux métronidazole ), ont été cultivées sur gélose à des concentrations inhibitrices (sous 0,25 et 0,5 ug /ml) de l'eugénol et du cinnamaldéhyde pour 10 passages. Résultats Tous les expériences mentionnées ci-dessus ont été répétées trois fois.
activité antibactérienne contre H. pylori
MICs d'antibiotiques pour H. pylori
ont été déterminés. La souche ATCC26695 était sensible (CMI < 0,016 pg /ml) à tous les trois médicaments testés. Vingt (66,7%) isolats cliniques (MS1-8, 10, 12, 14 - 17, 20, 23 - 26 et MS28) de notre laboratoire étaient résistantes au métronidazole (CMI > 8 pg /ml), 2 (6,7%) isolats cliniques (MS1 & 8) étaient résistants à la clarithromycine (CMI > 2 pg /ml) et 1 (3,3%) isolat clinique (MS1) était résistant à l'amoxicilline (MIC > 0,5 pg /ml) [27] (tableau 1) .Table 1 Sensibilité de H. pylori
souches (n = 30) à différents antibiotiques
antibiotiques
Sensitive (% )
Résistance (%)
Range (pg /ml)
MIC27 (pg /ml)
métronidazole
10 (33,3)
20 (66,7)
< 0,5 - > 256
> 8
clarithromycine
28 (93,3)
2 (6.7)
< 0,5 - > 256
> 2
Amoxycillin
29 (96,7)
1 (3.3)
< 0,5 - > 256
> 0,5
Dans la sélection préliminaire, les deux composés ont donné environ 15 zones d'inhibition mm à tous les isolats cliniques et souche standard (H. pylori
ATCC26695). Cet effet in vitro
antimicrobienne des composés bioactifs a montré que les deux composés étaient capables d'inhiber complètement la croissance de toutes les souches (à la fois sensibles et & résistant) à une concentration de 2 pg /ml. Pour E. coli
(NCIM-2089), MIC d'eugenol et de cinnamaldehyde était de 1 pg /ml. Bien sûr
Temps
Comme les deux composés étaient actifs à une concentration de 2 pg /ml, nous avons examiné la tuant décours temporel de la courbe des deux composés à différentes concentrations soit 1 ug /ml, 2 pg /ml et 4 pg /ml. Eugénol a complètement inhibé la croissance de H. pylori ATCC 26695
à 2 pg /ml de concentration de 9 heures d'incubation. La croissance a été complètement inhibée en 6 heures seulement quand la CMI a été doublée (4 ug /ml). Certains inhibition de la croissance a été observée à la CMI de 1 pg /ml, où jusqu'à 6 e heure une diminution de ~ 1,6 Log a été observée puis après il n'y avait pas d'effet du composé sur la bactérie (Figure 1). Cinnamaldehyde inhibée ATCC26695 totalement à 2 pg /ml dans les 12 heures et 9 heures à double du MIC (4 pg /ml). Cependant, à la moitié de la CMI (1 pg /ml), un peu d'effet a été observé à la 3 e heure et il y avait une baisse de 0,6 Log sans effet inhibiteur ultérieure (Figure 1). Figure 1 Temps des études cours de viabilité de eugenol et de cinnamaldehyde par H. pylori ATCC26695. ATCC26695 a été exposé à l'eugénol à des concentrations de (◆) 4 pg /ml, (■) 2 pg /ml, (▴) 1 pg /ml, (●) de contrôle et de cinnamaldéhyde (◊) 4 pg /ml, (▫ ) 2 ug /ml (△) 1 pg /ml. La limite de détection a été montré par une ligne droite. Les contrôles ont été maintenus avec 0,1% de DMSO.
Le cours du temps l'action létale des composés bioactifs sur E. coli
(NCIM-2089) a été étudiée à trois concentrations différentes (1 pg /ml, 2 pg /ml & 0,5 pg /ml). A 1 pg /ml, eugénol inhibé E. coli
après 1 heure d'incubation alors que cinnamaldéhyde inhibé E. coli
après 75 minutes d'incubation (Figure 2). Figure 2 Effets de l'eugénol et du cinnamaldéhyde sur la croissance de E. coli NCIM-2089.
De E. coli a été exposé à l'eugénol à des concentrations de (◆) 2 ug /ml (■) 1 pg /ml, (▲) de 0,5 pg /ml (●) de contrôle et de cinnamaldéhyde à des concentrations de (◊ ) 2 ug /ml, (D) 1 ug /ml, (△) de 0,5 pg /ml. La limite de détection a été montré par une ligne droite. Les contrôles ont été maintenus avec 0,1% de DMSO.
Pour comparer l'efficacité de nos composés bioactifs contre H. pylori
, nous avons étudié l'effet d'un antibiotique commun (amoxicilline) à différentes concentrations telles que 1 pg /ml, 0,1 ug /ml et 0,01 pg /ml avec une CMI < 0,016 pg /ml. Il n'y avait pas d'inhibition de H. pylori
vu à la concentration de 0,01 ug /ml. Cependant, l'inhibition a été observée à une concentration de 0,1 ug /ml jusqu'à 4 e heure d'incubation. Cependant, la bactérie a été complètement inhibée à une concentration de 1 pg /ml, par 12 e heure d'incubation (figure 3). Figure 3: Effet de l'amoxicilline sur la croissance de H. pylori (ATCC26695). ATCC26695 a été exposée à des concentrations de (◊) 1 pg /ml, (■) 0,1 pg /ml, (▴) 0,01 pg /ml (○) de contrôle. La limite de détection a été montré par une ligne droite.
H. pylori
morphologie
observation microscopique des lames a révélé que, à des concentrations élevées de ces deux composés bioactifs (4 pg /ml) et après 4 heures d'incubation, ~ 70% des cellules prenait des formes coccoïdes avec moins d'organismes en forme de spirale.
effet des composés bioactifs sur la croissance de H. pylori
dans des tampons à pH acide
la viabilité de la souche ATCC 26695 à pH acide a été étudiée en utilisant l'eugénol et de cinnamaldéhyde à diverses concentrations (2 pg /ml, 4 ng /ml et 1 ug /ml). Comme le montre la figure 4, les deux composés ont montré une activité accrue à un pH acide (pH 4,0) et une dose bactéricide dépendante a été également observée. À une concentration double de la CMI (4 ug /ml), de l'eugénol a inhibé complètement les bactéries à environ 1 heure d'incubation. Cinnamaldéhyde a également révélé une activité bactéricide de manière similaire, mais n'a pas inhibé l'organisme totalement (après une heure d'incubation, il y avait une différence de 0,2 Log). Pour les deux composés, lorsqu'on les compare à un pH acide et neutre, on a trouvé une différence logarithmique de 1,5 après une heure d'incubation à la CMI de 2 pg /ml. Figure 4: Effet de l'eugénol et du cinnamaldéhyde sur la croissance de H. pylori (ATCC26695) à un pH bas. ATCC26695 a été exposé à l'eugénol à pH4 (lignes pleines) et pH 7 (traits pointillés) à des concentrations (◆ ou ◊) 4 ug /ml (■ ou □) 2 ug /ml, (ß ou △) 1 pg /ml, ( ●) contrôle. La limite de détection a été montré comme une ligne droite. Les contrôles ont été maintenus avec 0,1% d'essai
DMSO. Pour la résistance à l'eugénol et cinnamaldéhyde
Nous avons étudié si H. pylori
serait acquérir une résistance aux composés bioactifs. H. pylori sélectionnés
souches (ATCC26695, MS-27, MS-1, MS-8 et MS-15) n'a pas acquis une résistance à la fois les composés bioactifs à des concentrations inhibitrices (sous 0,25 et 0,5 pg /ml), même après Rapport de 10 passages.
l'éradication de H. pylori
en monothérapie est difficile et se traduit souvent par mauvais résultat clinique [28]. À l'heure actuelle un inhibiteur de la pompe à protons (IPP) sur la base de la triple thérapie est utilisée. Bien qu'il soit d'avoir un taux de 80 à 90% [29] de succès, des problèmes tels que l'échec du traitement et de contre-indications pour certains patients sont fréquents. En outre, le problème majeur dans le traitement de l'infection par H. pylori émerge rapidement une résistance aux médicaments au cours du traitement avec divers antibiotiques [30]. En raison de la prévalence de la résistance aux antibiotiques H. pylori
souches, la recherche d'agents non-antibiotiques sûrs et efficaces est essentiel.
Dans Indian système médical traditionnel, un certain nombre de plantes et de produits végétaux sont connus pour posséder puissant propriétés médicinales, ce qui suggère que les plantes, les produits végétaux et leurs extraits peuvent être utiles pour des conditions médicales spécifiques. Par conséquent, dans notre effort pour identifier des composés nouveaux, qui peuvent inhiber la croissance de H. pylori, nous avons testé l'eugénol et le cinnamaldéhyde. Ces composés ont déjà été trouvés pour inhiber 10 bactéries différentes multiples de médicaments résistants pathogènes tels que E. coli
, Staphylococcus
, Proteus
, Klebsiella
, Enterobacter
et Pseudomonas
isolé de sujets humains [20, 21]. Dans nos études, l'eugénol et le cinnamaldéhyde a complètement inhibé toutes les souches (à la fois sensibles & résistant) à une concentration de 2 pg /ml. Cette concentration inhibitrice est très inférieur par rapport contre les MICs signalés précédemment {de allicins: 6-12 pg /ml, huile d'ail: 8-32 pg /ml [11] et ajoenes: 10-25 pg /ml [31]}. Nos composés sont également avérés être plus puissant que thiosulfinate {40 pg /ml [19]}, vinyldithiins {< 100 pg /ml [31]}, gallate épigallocatéchine {50-100 pg /ml [32]} et la poudre d'ail { 250 pg /ml [11]}.
Dans les études de viabilité cours du temps, nous avons constaté que l'eugénol et cinnamaldéhyde inhibés H. pylori
ATCC26695 à 2 pg /ml de concentration dans les 9 et 12 heures d'incubation, respectivement. effets très puissants de certaines huiles essentielles de citronnelle sur H. pylori
ont été décrites précédemment [26]. Cependant, nos observations peuvent être plus précis du fait que nous avons utilisé des principes actifs et non les extraits ou les huiles utilisées comme par Ohno et al., [26]. Ces huiles essentielles peuvent contenir des substances inconnues qui pourraient fournir des effets synergiques, inhibiteurs. Eugénol dans nos études a été trouvé être un antimicrobien puissant que les huiles essentielles de Ohno et collègues [26], tandis que l'effet de cinnamaldéhyde était à peu près équivalente aux huiles utilisées par ces derniers. En outre, nos composés étaient plus puissants que l'amoxicilline antibiotique courant, qui inhibe H. pylori
ATCC26695 à 12 e heure (similaire à cinnamaldéhyde), tandis que l'eugénol a inhibé la croissance microbienne à la 9 e heure d'incubation se A sa concentration inhibitrice minimum. Amoxycilline n'a été trouvée pour inhiber complètement les bactéries à une concentration plus élevée (1 pg /ml), de sa concentration minimale inhibitrice (0,016 ug /ml) (figure 3). Comme H. pylori
réside dans l'estomac, où les niveaux de pH sont inférieurs à 3,0, il est important de vérifier l'activité et de la stabilité d'un composé à pH acide. Dans notre étude, H. pylori
isolats a survécu à un pH de 4,0, en dépit de certains rapports montrant la survie de H. pylori à pH 3,0 [25], et les effets bactéricides des composés bioactifs ont été trouvés pour être plus fort, même à faible le pH. Plusieurs agents qui ont des effets bactéricides contre H. pylori
dépendent du pH (par exemple, Ecabet sodium est actif à un pH acide [25] et le thé cathechin est active à un pH alcalin [33]).
En outre, nous ont trouvé que l'organisme n'a pas développé une résistance aux composés de test, même après 10 passages successifs cultivés à des concentrations sous-inhibitrices (0,25 et 0,5 pg /ml) [21], alors que les souches de H. pylori
acquis une résistance à l'amoxycilline et clarithromycine après 10 passages séquentiels comme rapporté précédemment [26, 34]. former eugénol et le cinnamaldéhyde de En outre, ces composés bioactifs avaient des activités bactéricides équivalentes contre les deux H. pylori
souches sensibles et résistantes. une partie de l'alimentation régulière dans les pays tropicaux depuis les âges. De nombreux rapports indiquent que ces composés sont non toxiques aux doses étant consommé [34], et ils sont connus pour leurs propriétés antimicrobiennes et anti-oxydants [21, 36]. De plus, pour guérir l'ulcère gastro-duodénal, ou pour prévenir le stress oxydatif, la prescription des antioxydants est une pratique tout à fait normal de nos jours avec les médecins. Comme ces deux composés sont antioxydant naturel [37], leurs avantages pourraient être multiples. Deux études animales effectuées dans le passé suggèrent que l'extrait d'écorce de cannelle pris par voie orale peut aider à prévenir l'ulcère de l'estomac [36] et une étude décrite eugénol être à la fois anti-inflammatoire et antiulcérogène [38]. Il a été utilisé dès 1950 pour le traitement de la maladie ulcéreuse [39]. Compte tenu de tous les avantages que nous avons observés pour les deux composés bioactifs testés, nos données ne doivent pas être interprétées comme la certification des composés dans l'application clinique jusqu'à ce que leur stabilité, la spécificité et l'efficacité globale est établie dans différents laboratoires et contre différentes souches bactériennes. D'autres études sont donc clairement nécessaires dans le contexte de reproductibilité de ces résultats dans des conditions de laboratoire différents.
Conclusion
Les données obtenues dans cette étude montrent que l'eugénol et cinnamaldéhyde à 2 pg /ml produisent diminution significative de la viabilité de l'organisme H. pylori
, quelle que soit la souche. L'activité de ces composés à des niveaux de pH bas peut les aider à atteindre leur efficacité dans un environnement tel que l'estomac humain. Nous espérons que ces résultats sont encourageants, compte tenu des échecs thérapeutiques de plus en plus et la résistance aux antibiotiques dans le domaine de la gestion de H. pylori. Déclarations de complémentaires in vivo
des études et des essais cliniques seraient nécessaires pour justifier et en outre d'évaluer le potentiel de ces composés comme agents anti H. pylori
.
Remerciements
SMA, HP, LVR et CMH tient à remercier University Grants Commission, New Delhi pour fournir un soutien financier à carryout cette enquête. NA et LAS aimeraient remercier le http ISOGEM:... //Www isogem org pour le soutien des originaux soumis fichiers pour les images
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