文摘

背景。新兴耐多药细菌可以妥协的抗生素用于治疗皮肤感染的有效性。这些细菌对公共卫生问题和质疑医疗21圣世纪。在这种情况下,精油的药用植物起源是结构和功能上的最高来源不同的化合物,抑制常见伤口殖民耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长和ESBL生产铜绿假单胞菌。本研究的目的是评估结合精油提取的抗菌活性Rumex abyssinicus, Cucumis pustulatus,和Discopodium penninervium针对耐多药(MDR)隔离皮肤溃疡。方法。精油(EOs)从空中的部分r . abyssinicus pustulatus,d . penninervium蒸汽蒸馏。每个油的混合物(1:1)吸附盘,放在穆勒辛顿琼脂。然后,最低的抑制和杀菌浓度的EOs incubeted 18 - 24小时后测定37°C。他们的联合抗菌效果是由分数决定抑制浓度指数。结果。混合油不同的剂量的抗菌活性和细菌物种,其中的混合精油r . abyssinicus和d . penninervium抑制区(32毫米);麦克风和MBC值范围从1 - 2μ对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌l /毫升。它有抑制带(36毫米),MIC值4μl /毫升,MBC (8μ对产ESBL l /毫升)铜绿假单胞菌,而组合的影响r . abyssinicus和c . pustulatusMIC值从2 - 8μl /毫升大肠杆菌和k .肺炎和2μ对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌l /毫升。之间有一个强大的协同效应r . abyssinicus和d . penninervium并承诺更特别的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和抗菌效果铜绿假单胞菌。结论。体外研究EOs的综合效应对伤口殖民细菌具有显著的抗菌活性,降低延迟伤口愈合的现代药物并行测试。因此,进一步的活性化合物的结构说明帮助我们正确地设计或局部抗生素的合成伤口护理。

1。背景

现代人普遍正确药用植物用于治疗许多疾病(1,2]。发展强大的分析工具基于蛋白质组学、代谢组学、基因组学从药用植物有助于发现新的化合物。植物来源的化合物的化学结构和功能相关的前体分子发现抗生素(2,3]。除此之外,广泛ethnopharmacological民族植物学的研究从植物精油有助于找到不同的化合物,其中leptospermone三环萜,flavesone,月桂烯,香芹酚,p-cymene,丁香酚,γ萜品烯,糖类,β-selinene,卡拉烯是一些重要的化合物抑制病原细菌的生长和生物膜的形成和作为免疫调节化合物(4,5]。例如,香芹酚引起的崩溃proton-motive力和损耗的ATP池,与顺向细胞死亡(6]。因此,精油作为前体适用在制药行业发展的抗生素(7,8]。

如今,有越来越多的关注在探索潜在的治疗活性治疗严重耐多药细菌引起的疾病,如慢性伤口(3,4,8,9]。报道称,有超过820万人感染了伤口有或没有感染。-968亿年28.1美元的损失来治疗急性和慢性伤口。在这方面,美国失去了每年250亿美元的医疗保健支出无法愈合溃疡(10]。同样,在欧洲进行的一项研究显示,有1·5 - 2几百万人痛苦的伤口。除非和其他发明了治疗的新小说,它对严重的经济影响和成本在未来五年每年第15 - 22美元。它已成为重大公共卫生问题,导致感染病人心理社会后果(9,10]。新兴的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,VRE和ESBL生产铜绿假单胞菌确认为常见伤口殖民MDR细菌已经恶化外科护理和其他卫生服务(9- - - - - -11]。在这种情况下,精油的药用植物起源是合适的候选人为伤口护理开发局部软膏和超越8,12]。

精油有很多化合物有助于伤口愈合。在这方面,精油能够immunomodulating潜力通常激活体液免疫和细胞免疫反应。香芹酚等化合物有杀菌属性通过抑制蛋白质和核酸的合成耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和产ESBL肠杆菌科(5,12,13]。其中一些防止生物膜的形成和乘法,炎性水肿形成抑制作用,伤口周围白细胞趋化作用。因此,精油改善伤口护理质量,降低发病率,死亡率和克服愈合的轨迹和低治疗慢性伤口感染的反应(8,12,13]。

许多研究表明,组合效果的精油有强大的抗菌活性伤口殖民病原体耐多药细菌(3,12,13]。EOs的樟属verum和哌拉西林的混合物协同活动反对beta-lactamase TEM-1E。杆菌。这种组合破坏了外膜或QS抑制细菌细胞(14]。有趣的是,一项研究进行清热等百度混合物可以抑制生物膜的形成金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌。它减少了人工智能2水平和低氧诱导因子的上调表达- - - - - -1α,HIF-2α,和HIF-3α,VEGF的含量增加,从而促进血管生成和慢性伤口愈合和耐火材料的伤口15]。另一项研究表明,EOs的Pilgerodendron uviferum和白千层属灌木alternifolia可以抑制外排泵机制金黄色葡萄球菌诺拉。这些精油可以抑制射流泵和描述一个潜在的安全的和可负担得起的材料发展皮肤友好药膏伤口殖民耐多药细菌(16- - - - - -20.]。

目前,使用常规抗生素和精油或精油自己伤口护理软膏承诺策略来克服耐多药细菌。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和产ESBL大肠杆菌拒绝对阿莫西林、四环素、哌拉西林、苯唑西林氧氟沙星,(21- - - - - -23]。许多研究表明,组合的影响Leptospermum scoparium和Tri-EDTA;、和Micromelum integerrimum和;肉桂皮油和肉桂醛对MSSA协同抗菌活性大肠杆菌,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,ESBL和铜绿假单胞菌(24,25]。从这些观点,我们计划的评估结合EOs提取的抗菌活性r . abyssinicus c . pustulatus和d . penninervium对细菌隔绝的伤口。精油有免疫调节化合物作为基线数据拟定和设计新颖的化合物和发现科学原理的联合效应尚未开发的不同的社会使用的药用植物。

2。材料和方法

2.1。研究区域和设计
2.1.1。研究区域

这项研究是在Seweyna斯吉尔特区,进行包装区。这斯吉尔特区位于437公里外袍(纬向镇)北东方向750公里的首都亚的斯亚贝巴。海拔从海拔400 - 1850米,位于纬度坐标7°19′60.00 N和经度41°19′60.00”大肠主要河流包括Mekenisa,敢,Manduba, Kurkura。根据全国土地调查,Seweyna覆盖着丰富的牧场(46.3%)、耕地或可耕种的(24.4%)和森林植被或重型(24.1%)。这个地区是偏远地区没有基础设施(交通、医院、和电力供应)。有一个健康中心和居民依靠传统知识的TMP治疗皮肤病等疾病,糖尿病,STI癌症、高血压、和阳痿。

2.1.2。研究设计和期

一个体外实验研究进行了评估结合精油的抗菌效果,r . abyssinicus c . pustulatus和d . penninervium针对MDR及其参考菌株在KMU,核心实验室,从1月到4月,2020年。

2.2。药用植物的选择标准

如今,牧民是现代医疗和剥夺取决于传统药用植物治疗许多人类和动物的疾病如皮肤疾病、糖尿病、肝炎、和癌症。这些药用植物选择基于传统知识的治疗师治疗细菌感染,如湿疹、淋病、梅毒、肺炎、疥疮等一般皮肤感染r . abyssinicus c . pustulatus和d . penninervium。

2.3。工厂收集和提取

工厂的样品r . abyssinicus c . pustulatus和d . penninervium收集从侧面的Mekenisa和Kurkura Seweyna斯吉尔特区的河流。每个工厂使安乐死和沉积在国家植物标本Rumex abyssinicus凭证数量(E-55/07),Cucumis pustulatus(E-45/07),Discopodium penninervium(E-18/07)生物学系,自然和计算科学学院,AAU。发育得每个植物地上部分是收集和提取与蒸汽蒸馏的精油使用AMIO-37/04模型3 - 5小时并存储在棕色颜色的瓶瓶在4°C描述Eshetu [3]。

2.4。文化媒体和多种细菌
2.4.1。文化传媒

营养琼脂、TSY肉汤MacConkey,尼古拉斯,MHB,英航,甘露醇盐琼脂,巧克力琼脂和其他试剂被用来收集到的伤口细菌生长。

2.4.2。测试生物

参考细菌种类的大肠杆菌(ATCC25922),k .肺炎(ATCC700603),粪大肠(写明ATCC 29212)和金黄色葡萄球菌(写明ATCC 25923),铜绿假单胞菌(写明ATCC 27853),他们从伤口耐多药菌株的门诊病人参加Menelik医院,亚的斯亚贝巴。环丙沙星(5μg)、庆大霉素(10μcephalotaxine(30克)μg)、头孢噻肟(5μg)、头孢他啶(10μg)、头孢西丁(30μg),头孢曲松(30μg)、阿米卡星(30μ头孢呋辛(5克),μg),头孢曲松(30μ邻氯青霉素g) (5μg)和安灭菌(30μg)抗生素CLSI指南中描述(26]。

2.5。筛查耐多药细菌

耐多药细菌从伤口被孤立。细菌培养都是第一次增长在5% BA板37°C 18 - 24小时后接种到尼古拉斯。一些殖民地(3 - 5)类似的各自的细菌的形态与无菌接种环转移的液体培养基中,直到足够的增长0.5麦克法兰的浊度。然后,细菌悬液的条纹是尼古拉斯板使用无菌拭子以这样一种方式,确保全面覆盖的盘子和一个统一的厚厚的草坪上孵化后的增长。临床分离株的药物敏感性测试通过使用包含各种抗菌药物的尼古拉斯。稀释隔夜汤的文化被接种到antibiotic-containing板块产生大约10的最后培养液6CFU /现货金黄色葡萄球菌、粪大肠k .肺炎,大肠杆菌,和铜绿假单胞菌根据CLSI磁盘扩散方法推荐指南(3,26]。

2.5.1。筛查革兰氏阴性细菌

选择耐多药ESBL生产等革兰氏阴性细菌大肠杆菌和铜绿假单胞菌被检测到双盘协同测试(DDST)如Jarlier所述27]。穆勒辛顿琼脂用无菌棉拭子和标准化的培养液接种。安灭菌(20μg阿莫西林和10μg(克拉维酸,AMC)磁盘放置在板的中心和测试磁盘的头孢菌素(头孢他啶30μ30 g,头孢曲松钠μ30 g,头孢噻肟μg)和aztreonam 30μg磁盘被放置在20毫米距离(中心)amoxicillin-clavulanic酸孵化前磁盘。板是孵化一夜之间在35°C。增强的抑制区四个药物的任何一个磁盘对amoxicillin-clavulanic酸建议的存在extended-spectrum beta-lactamases。k .肺炎筛查其抵抗两个以上不同类型的抗生素后磁盘扩散法CLSI指南(3,26,28]。

2.5.2。筛查耐药的革兰氏阳性细菌

在这项研究中,头孢西丁是用作台面式晶体管/作为由耐甲氧西林的标志金黄色葡萄球菌和万古霉素(VRE)磁盘的首选药物扩散法按照CLSI推荐指南。另一方面,值浓度(MIC和MBC)和部分抑制浓度指数测定MHB汤采用方法如Eshetu所述3,26,29日,30.]。

2.6。统计分析

统计数据的读值抑制区和集中值(麦克风和MBC)使用SPSS分析,版本21。每个实验值表示为±s.d统计学意义是取决于学生的学习任务。

是由学生的意义t以及。值和 被认为是重要的。

3所示。结果

3.1。现代抗生素的抗菌效果

大多数细菌隔绝伤口是两种或两种以上的抗生素耐药。在这方面,甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)和ESBL生产铜绿假单胞菌是主要的伤口殖民细菌。从革兰氏阳性细菌,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和VRE抵制对阿米卡星、头孢西丁、amoxicine,氨苄青霉素和头孢噻肟(表1)。另一方面,产ESBL革兰氏阴性细菌大肠杆菌和铜绿假单胞菌分离手术的伤口。这些革兰氏阴性细菌破坏在伤口护理的情况下,而这些细菌菌株是不可预知的反对古典现代第三代头孢菌素、青霉素类(表1)。在这种情况下,基因或基因产物的细菌转移内部或interbacteria物种受损治疗方案和恶化的医疗护理的未来。

表1
抗生素耐药的细菌耐多药隔绝在KMU伤口,2020。
3.2。精油的抗菌效果

这项研究显示,测试精油有广泛的杀菌活动。他们抑制增长的粪大肠,大肠杆菌,绿脓杆菌,肺炎,和金黄色葡萄球菌与区域的工业区从12-26毫米(表2)。因此,油已经展示了对伤口殖民耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗菌作用和产ESBL革兰氏阴性细菌。它们的有效性随浓度和类型的细菌物种。例如,r . abyssinicus抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长(23毫米)和ESBL生产大肠杆菌(22毫米)铜绿假单胞菌(20 mm) 20μl /盘,而d . penninervium抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长(21毫米)和ESBL生产大肠杆菌(18毫米)铜绿假单胞菌(22毫米)20μl /盘。这些精油有抑制作用在两个参考和耐多药菌株工业区从9-26毫米直径和麦克风和MBC值2-32不等μl /毫升。EOs的r . abyssinicus c . pustulatus和d . penninervium显示工业区23毫米直径值,19毫米,分别和21毫米耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。万古霉素耐药粪大肠是高度敏感测试EOs相比其他物种。

表2
抑菌圈(mm)的精油对MDR细菌隔绝在KMU伤口,2020。

的精油r . abyssinicus是强大的抗菌活性对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌一般和VRE吗K。肺炎特别是20和25毫米工业区μl /盘。同样的,r . abyssinicus c . pustulatus和d . penninervium显示工业区20毫米,19毫米,22毫米,分别在ESBL生产铜绿假单胞菌这是第二常见的细菌分离株的伤口。那些EOs麦克风和MBC值4-32不等μl /毫升。总体来说,测试了EOs可以取代伤口殖民和生物膜形成细菌(表3)。

表3
抑菌圈(mm)的混合精油对MDR细菌隔绝在KMU伤口,2020。
3.3。结合精油的抗菌效果

这项研究显示,结合精油1:1比例更强大的抗菌效果比个人独自精油,甚至相当于现代药物的选择。合并后的EOs抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长和ESBL生产大肠杆菌和铜绿假单胞菌和他们的参考菌株在20μl /阀瓣(表3),结合光电获得的r . abyssinicus和d . penninervium(1:1的比例)表现出最强的抗菌活性。在直径32毫米,工业区34毫米,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和19毫米,VRE和ESBL生产铜绿假单胞菌和大肠杆菌在20μ分别l /盘。这种混合最低麦克风和MBC值比其他混合物。VRE的MIC值为1.0μl /毫升和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(2.0μl /毫升)。MBC值从1.0 - -8.0μ对产ESBL l /毫升铜绿假单胞菌(表4)。这结合油显示强大的杀菌效果比现代抗生素对测试参考和耐药细菌物种。

表4
麦克风和MBC值精油对人类致病性细菌在KMU琼脂稀释法,2020年。

的结合c . pustulatus和r . abyssinicus精油有29毫米直径工业区MSSA和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。它显示了一个有效的抗菌效果k .肺炎和大肠杆菌。MIC值从2.0 - -8.0μ革兰氏阴性细菌和2.0 l /毫升的测试μ对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌l /毫升。MBC值4.0μl /毫升k .肺炎耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和16μ对产ESBL l /毫升铜绿假单胞菌。同样,EOs获得的综合效应r . abyssinicus和d . penninervium有29毫米直径22毫米工业区20岁μl /盘与k .肺炎和大肠杆菌,分别(表3)。它也有32毫米直径工业区MSSA和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。有趣的是,综合效应的三个EOs内1:1:1 34毫米,37毫米,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和26毫米,VRE和ESBL生产铜绿假单胞菌,分别。这个组合有麦克风和MBC从0.25 - -4.0μl /毫升细菌进行测试。总体而言,每个EO的组合对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗菌效果和更有效k .肺炎,铜绿假单胞菌,和大肠杆菌相比目前可用的和负担得起的抗生素(表1)。

部分抑制浓度指数(FIC指数)显示,合并后的精油r . abyssinicus和d . penninervium1:1的比例对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌协同效应,VRE,肺炎。也对产ESBL适应性的影响大肠杆菌和铜绿假单胞菌。另一方面,混合r . abyssinicus和c . pustulatus协同效应在VRE和添加剂对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和k .肺炎。相反,它已经对ESBL产生拮抗作用大肠杆菌和铜绿假单胞菌。的混合精油c . pustulatus和d . penninervium显示对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和添加剂的影响肺炎。FIC指数是075和0.625耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和值k .肺炎分别。总体而言,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌最敏感的精油相结合。与此相反,铜绿假单胞菌抵制细菌相比其他细菌结合石油(表5)。

表5
平均分数MDR KMU细菌,抑制浓度指数2020。

4所示。讨论

这项研究显示,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,VRE和ESBL生产大肠杆菌和铜绿假单胞菌是人类病原体MDR细菌隔绝伤口样本。这些菌株被妥协的全部或大部分抗生素用于低收入和中等收入国家(表1)。同样,许多研究显示以惊人的速度增加耐多药细菌在全球范围内(3,21- - - - - -23]。抗性基因或基因产物转移到间、种间的转换、转导,结合非常有活力和不可预知的现象16,27]。另一方面,几乎所有发展中国家的医院没有药敏设施来诊断病人和临床管理。通过这种方式,与耐多药细菌感染伤口治疗方案和升级死亡率有限,患病率和治疗成本(13,15]。这些方法使他们感染和传播在社区一级。结果,他们对一个潜在的大社会的健康和社会经济负担,担心未来提供外科和其他医疗保健服务10]。在这种情况下,传统治疗师使用巧妙的知识如药用植物治疗许多疾病包括慢性伤口溃疡(8- - - - - -10]。由于牧民失去了现代医疗护理和依赖于药用植物,他们足智多谋生成知识应对耐多药一般微生物尤其是伤口殖民物种(3]。这些社区从药用植物中提取精油,用作伤口护理局部软膏在农村牧区社区(12,19]。

这些研究结果表明,几乎所有的精油有前途的抗菌活性测试耐多药病原菌殖民和引起伤口感染,其中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌是更容易结合精油和/或单独进行测试。同样,VRE也被大多数精油测试20μl /盘。这些发现证实先前的研究,治疗人员来自精油能破坏细菌的细胞壁并杀死他们。许多化合物如leptospermone、三环萜、flavesone月桂烯,香芹酚,p-cymene,丁香酚能够激活体液和细胞免疫14,15]。其中一些化合物减少促炎细胞因子和肿瘤坏死因子导致改善伤口愈合5,8,23,29日]。另一项研究表明,香荆芥酚精油有杀菌属性(6]。它能抑制革兰氏阳性细菌的蛋白质和核酸合成,更具体地说耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和VRE7,11]。因此,精油治疗慢性皮肤溃疡的候选人(9,10,12]。

与其他方面的革兰氏阴性细菌,精油抑制ESBL生产的增长铜绿假单胞菌和大肠杆菌和k .肺炎隔离受感染的伤口。杀菌活性精油效果显著,明显对引用和耐药细菌的抑制作用。这种洞察应用程序的精油伤口可以改善治疗。另一方面,剂量、类型和细菌物种确定油的有效性。这些发现同意精油可以减少生物膜形成和乘法和抑制炎性水肿形成和伤口周围白细胞趋化作用[16,17,19]。有几个因素对传统药物获得性耐药。符合这一点,铜绿假单胞菌和大肠杆菌开发了许多可用的和负担得起的抗生素抗性基因(20.,25]。这些与自发突变干扰药物前体药物激活绑定和妥协或造成过度表达的目标24,31日]。其他研究表明,有内在的基因,获得抗生素耐药性(表示新特征),并导致基因变化。基因改变可以赋予抵抗抗生素通过改变药物的目标站点,enzymatical药物的失活,并防止药物访问目标网站。这些因素破坏所有或第三代头孢菌素、青霉素类(15]。总的来说,这些因素导致了抵制阿莫西林、四环素、哌拉西林、苯唑西林氧氟沙星,(16,18,20.]。

这项研究显示,综合效应的精油是更有效和高效的抗菌效果比单独使用,甚至等于现代药物的选择。这些协同组合意味着从精油利用新颖的化合物。这也是增强杀菌作用的化合物。在这种情况下,精油是合适的候选人为伤口护理和超出开发局部软膏9]。另一项研究表明,EOs造成顺序生化途径的抑制,抑制蛋白质合成,并瓦解外层细胞膜(18,28]。总的来说,精油成分,用于生产可能负担得起的和安全的抗生素和激活免疫系统对伤口愈合快。EOs治疗化合物发挥有益的药物的潜力在伤口护理从耐多药细菌来克服这个问题。

5。结论

本研究显示测试组合效果的精油有广泛的杀菌活动,他们展示了更强大的抗菌效应对常见的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和产ESBL伤口殖民铜绿假单胞菌。此外,多数结合石油协同和添加剂效果提供信息搜索相结合的新型复合精油或孤独。因此,识别和结构说明化合物的免疫调节和杀菌效果的精油帮助制药公司和研究人员开发更少的有毒,安全,和负担得起的药物或调节器或前体的合成新的抗菌药物和/或软膏来治疗伤口。

缩写

空中交通管制: 美式文化收集用作各自参考株细菌
芭: 血琼脂
CLSI: 临床实验室标准协会
DDST: 双盘协同测试
EOs: 精油通过蒸汽蒸馏获得相应的药用植物
ESBL: Extended-spectrum beta-lactamase
膜集成电路: 部分抑制浓度指数
MBC: 最低杀菌浓度
耐多药: 耐药
尼古拉斯: 穆勒辛顿琼脂
MHB: 穆勒辛顿汤
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌: 甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌
MBC: 最小杀菌浓度
麦克风: 最小抑制浓度
VRE: 万古霉素耐药粪大肠。

数据可用性

所有的数据和材料的工作可从相应的作者的请求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

如设计和胡、提取和执行实验室工作和参与了植物样品收集和分析的数据。所有作者阅读和批准最终的手稿。

确认

作者要感谢KMU金融支持的研究项目。他们致以感谢员工和管理KMU, MLT部门,寻求帮助和他们的实验室设施。他们也要感谢博士真正的分类学者Melaku Wondafrash识别植物样品国家AAU标本。最后,不是最少,他们特别感谢去Ato凝灰岩Seboke, W / ro Simegne Terefe, Ato戴尔·穆罕默德,Ato Kasim Kedir, Mequanint Mitiku, Ato苏丹穆罕默德,W / ro Kemeru Waliy, S / r Nigatua比伊·德斯塔,Ato同类群Birhanu各自支持在植物收集和无限制的鼓励在这个研究项目。的研究已经由Kotebe城市大学,埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴。