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13 octobre 2017 5 13 /10 /octobre /2017 15:58

Les huiles essentielles sélectives des épices ou des herbes culinaires ont une forte activité contre la phase stationnaire et le biofilm Borrelia burgdorferi
 

Jie Feng1, imageShuo Zhang1, imageWanliang Shi1, imageNevena Zubcevik2, imageJudith Miklossy3 et imageYing Zhang1 *

    
1Département de microbiologie moléculaire et d'immunologie, École de santé publique Bloomberg, Université Johns Hopkins, Baltimore, MD, États-Unis
    2Département de médecine physique et de réadaptation, Harvard Medical School, Hôpital de réadaptation Spaulding, Charlestown, MA, États-Unis
    3 Centre international de recherche sur la maladie d'Alzheimer, Fondation internationale Alzheimer pour la prévention, Martigny-Croix, Suisse

Bien que la majorité des patients atteints de la maladie de Lyme aiguë puissent être guéris avec le traitement antibiotique standard de 2 à 4 semaines, environ 10 à 20% des patients continuent de souffrir de symptômes chroniques décrits comme étant le syndrome de la maladie de Lyme post-traitement.

Bien que la cause de cela soit débattue, une possibilité est que les bactéries persistantes ne sont pas tuées par les antibiotiques actuels de Lyme et restent actives dans le système.

Il a été rapporté que les huiles essentielles ont des activités antimicrobiennes et certaines ont été utilisées par des patients présentant des symptômes persistants de la maladie de Lyme.

Cependant, l'activité des huiles essentielles contre l'agent causal Borrelia burgdorferi (B. burgdorferi) n'a pas été bien étudiée. Ici, nous avons évalué l'activité de 34 huiles essentielles contre la culture en phase stationnaire de B. burgdorferi comme modèle pour les bactéries persistantes.

Nous avons constaté que toutes les huiles essentielles n'avaient pas d'activité contre la culture en phase stationnaire de B. burgdorferi, avec les cinq premières huiles essentielles (origan, écorce de cannelle, bourgeon de clou de girofle, citronnelle et wintergreen) à faible concentration de 0,25% qui est plus actif que le persistant connu daptomycine.

Il est intéressant de noter que certaines huiles essentielles très actives ont une excellente capacité anti-biofilm, comme en témoigne leur capacité à dissoudre les structures agrégées de type biofilm.

Les trois premiers résultats, l'origan, l'écorce de cannelle et le bourgeon de clou de girofle ont complètement éradiqué toutes les cellules viables sans repousse dans la sous-culture en milieu frais, alors que la citronnelle et le gaulthérie n'ont pas eu cet effet. Le carvacrol s'est avéré être l'ingrédient le plus actif de l'huile d'origan montrant une excellente activité contre les cellules en phase stationnaire de B. burgdorferi, alors que les autres ingrédients de l'huile d'origan p-cymène et de l'α-terpinène n'avaient aucune activité apparente.

Des études futures sont nécessaires pour caractériser et optimiser les huiles essentielles actives dans les études de combinaison médicamenteuse in vitro et in vivo et pour aborder leurs propriétés pharmacocinétiques et de sécurité avant qu'elles puissent être considérées comme un nouveau traitement de la maladie de Lyme persistante.


introduction

La maladie de Lyme ou la borréliose est la maladie à transmission vectorielle la plus fréquente aux États-Unis, avec environ 300 000 cas par an (1).

La maladie est transmise par une piqûre de tique et, dans certaines zones d'endémie, où plus de 40% des tiques sont infectées par l'agent causal de la borréliose, Borrelia burgdorferi, espèce complexe, qui augmente le risque de transmission à l'hôte humain (2) .

La difficulté de la prise en charge clinique de la borréliose est que plus de 20% des patients présentant des symptômes chroniques pouvant durer plus de 6 mois (4) présentent un schéma thérapeutique recommandé pour le stade aigu de la maladie à 21 jours de Doxycycline (Dox) (3).

Ces symptômes chroniques peuvent être une fatigue débilitante, des douleurs musculaires et articulaires et des troubles cognitifs et neurologiques.

Bien que nous ne comprenions pas encore tout le spectre des étiologies, les recherches effectuées dans le cadre d'études sur des animaux montrent que la persistance de l'infection en est une. La persistance de l'organisme après un traitement antibiotique est observée chez les chiens (5), les souris (6, 7), les singes (8) et les humains (9), mais les organismes viables sont très difficiles à cultiver chez l'hôte après l'antibiothérapie traitement.

Une fois la maladie acquise, elle peut se propager de la peau à divers organes secondaires du corps, y compris le cœur, les articulations, le système nerveux périphérique et central (10). Le stade précoce de la maladie a tendance à être plus facile à guérir, mais il peut devenir plus difficile à traiter lorsque la maladie a atteint un stade avancé (11).

Cela remet également en cause la monothérapie par antibiotique conventionnelle, comme la ceftriaxone par voie intraveineuse, qui n'a pas fait ses preuves auprès d'un sous-ensemble de patients présentant des symptômes chroniques complexes (12).

L'une des raisons de cet échec, cliniquement rapportable, serait que l'hôte est infecté par des organismes qui sont enrichis en formes persistantes variantes ou que la maladie, lorsqu'elle n'est pas traitée à un stade précoce, peut progresser, ce qui permet aux persans de se développer davantage (corps ronds et biofilms microcolonies et structures agrégées de biofilms).

On peut trouver des variantes persistantes atypiques de variantes analogues dans des cultures en phase stationnaire et dans des conditions de stress telles que la famine et les expositions aux antibiotiques (13-15).

Il est à noter que les antibiotiques actuels utilisés pour traiter la maladie de Lyme tels comme le Dox, l'amoxicilline et le céfuroxime (CefU) sont très actifs contre la forme spirochète croissante de B. burgdorferi mais ont une faible activité contre les formes atypiques persistantes (corps ronds, microcolonies et biofilm) enrichies en cultures en phase stationnaire (14-17) .

Pour identifier les médicaments qui ciblent les formes persistantes, nous avons testé des banques de médicaments et des banques de composés NCI (14,18) approuvées par la FDA, contre des cultures en phase stationnaire enrichies en corps ronds et en microcolonies ainsi que des persiennes rondes induites par des antibiotiques (19).

En utilisant ces modèles, nous avons identifié une gamme de médicaments tels que la daptomycine (Dap), la clofazimine, les anthracyclines et les sulfamides, etc., qui ont une bonne activité contre les formes persistantes de Borrelia.

Cependant, certains de ces agents persistants sont soit très coûteux, difficiles à administrer et doivent être administrés par voie intraveineuse, ou avoir des effets secondaires importants. Les huiles essentielles sont des liquides volatils concentrés qui sont extraits de plantes, dont la plupart sont utilisés comme épices et des herbes culinaires.

Il a été rapporté dans la littérature que les huiles essentielles ont des activités antimicrobiennes (20), et des rapports anecdotiques d'Internet suggèrent que certaines huiles essentielles peuvent améliorer les symptômes des patients atteints de la maladie de Lyme persistante

 

Cependant, une seule étude a été réalisée, qui a évalué l'activité des huiles essentielles sur B. burgdorferi, où elle a montré que l'huile volatile de Cistus creticus avait une activité inhibitrice de la croissance chez B. burgdorferi (21).

Parce que les antibiotiques actuels de Lyme (par exemple Dox, amoxicilline, CefU) sont déjà très bons pour tuer la phase logarithmique B. burgdorferi mais ont une faible activité contre la phase stationnaire B. burgdorferi (14,16,17).

En outre, ce sont les formes persistantes dormantes enrichies en cultures en phase stationnaire (souvent sous des formes morphologiques variées telles que les corps ronds et les microcolonies et les biofilms) qui peuvent être impliquées dans une infection persistante qui n'est pas guérie par les antibiotiques actuels de Lyme.

De plus, aucune étude n'a été réalisée pour évaluer l'activité des huiles essentielles sur des persistants stationnaires de croissance non stationnaires de B. burgdorferi.

L'objectif de cette étude est donc d'évaluer de façon globale l'activité des huiles essentielles contre l'activité plus difficile de tuer les formes persistantes de B. burgdorferi enrichies dans la culture en phase stationnaire (22).

Pour atteindre cet objectif, nous avons testé un panel d'huiles essentielles provenant de sources commerciales communes pour les activités contre les cellules de la phase stationnaire de B. burgdorferi et découvert que toutes les huiles essentielles n'ont pas d'activité contre B. burgdorferi, l'origan, l'écorce de cannelle et le clou de girofle l'activité anti-persistance la plus élevée in vitro.

Matériaux et méthodes

Méthodes de culture, de médias et de cultureLa souche B31 5A19 de B. burgdorferi a été aimablement fournie par le Dr Monica Embers (16). La souche B. burgdorferi B31 a été cultivée dans un milieu BSK-H (HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.) et additionnée de 6% de sérum de lapin (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA).

Tous les milieux de culture ont été stérilisés par filtration avec un filtre de 0,2 um. Les cultures ont été incubées dans des tubes coniques stériles de 50 ml (BD Biosciences, CA, USA) dans un incubateur microaérophile (33 ° C, 5% de CO2) sans antibiotiques.

Après incubation pendant 7 jours, on a transféré 1 ml de culture de B. burgdorferi en phase stationnaire (environ 107 spirochètes par millilitre) dans une plaque à 96 puits pour évaluer l'activité anti-persistance potentielle des huiles essentielles (voir ci-dessous).

Huiles Essentielles et Drogues un panel d'huiles essentielles disponibles dans le commerce a été acheté auprès de Plant Therapy (ID, USA), de Natural Acres (MO, USA) ou de Plant Guru (NJ, USA). Carvacrol, p-cymène et α-terpinène ont été achetés auprès de Sigma-Aldrich (USA).

Des huiles essentielles ont été ajoutées à des cultures de milieu BSK-H ou de B. burgdorferi pour former des suspensions aqueuses d'émulsion par vortex vigoureux, suivi immédiatement par dilution en série des suspensions d'huile essentielle aux concentrations souhaitées dans des cultures de B. burgdorferi.

Les huiles essentielles ont également été dissoutes dans un solvant organique diméthylsulfoxyde (DMSO) à 20%, puis diluées à 1:20 dans une culture en phase stationnaire de 7 jours jusqu'à une concentration finale de 1%. Pour effectuer d'autres dilutions pour évaluer l'activité anti-Borrelia, les huiles essentielles à 1% ont été encore diluées avec la culture en phase stationnaire pour obtenir les dilutions désirées. Dox, CefU (Sigma-Aldrich, USA) et (Dap) (AK Scientific, Inc., USA) ont été dissous dans des solvants appropriés (23, 24) pour former des solutions mères à 5 mg / ml. Les stocks d'antibiotiques ont été stérilisés par filtration avec un filtre de 0,2 um et conservés à -20 ° C. Microscopie Les cultures de B. burgdorferi ont été examinées en utilisant du fluorescenc tout-en-un BZ-X710 à une concentration de 1% ont montré une plus grande activité contre la culture stationnaire de B. burgdorferi que 40 μM de Dap avec le lecteur de plaque SYBR green I / PI assay (tableau 1 ).

 

Nous avons constaté que certaines huiles essentielles ont une autofluorescence, ce qui interfère avec le dosage du lecteur de plaques SYBR Green I / PI; cependant, nous avons pu résoudre ce problème présent dans certains échantillons par microscopie à fluorescence.

Comme nous l'avons déjà décrit (18), nous avons directement calculé le rapport de cellules vertes (directes) des images microscopiques en utilisant le logiciel Image Pro-Plus, ce qui pourrait éliminer l'autofluorescence de fond.

En utilisant le dosage SYBR Green I / PI et la microscopie de fluorescence, nous avons également trouvé 18 huiles essentielles qui ont montré une activité plus ou similaire contre la phase stationnaire B. burgdorferi à 1% par rapport au 40 μM Dap, 14), ce qui pourrait éradiquer toutes les cellules vivantes comme le montrent les cellules agrégées rouges (mortes) (tableau 1, figure 1A). A une concentration de 0,5%, on a constaté que sept huiles essentielles (origan, écorce de cannelle, bourgeon de clou de girofle, citronnelle, gaulthérie, géranium bourbon et noir de patchouli) présentaient une activité plus élevée ou similaire contre la phase stationnaire B. burgdorferi que 40 μM Dap par microscopie à fluorescence compter après le dosage SYBR Green I / PI (tableau 1, figure 1B).

Cependant, l'huile des voleurs de bandits, bien qu'ayant une bonne activité à 1%, avait significativement moins d'activité à 0,5% et moins de concentrations (tableau 1). Parmi les résultats effectifs, cinq huiles essentielles (origan, écorce de cannelle, bourgeon de clou de girofle, citronnelle et gaulthérie) présentent toujours une activité supérieure à 40 μM de Dap à une concentration de 0,25% (tableau 1, figure 1C). Finalement, l'origan, l'écorce de cannelle et le bourgeon de clou de girofle ont été identifiés comme les huiles essentielles les plus actives en raison de leur activité remarquable, même à la plus faible concentration de 0,125%, qui a montré une activité similaire ou supérieure à 40 μM Dap.

 

Certaines huiles essentielles ont une forte activité contre la phase stationnaire et le biofilm de Borrelia burgdorferi

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Published by Jean-Pierre LABLANCHY - CHRONIMED - dans Infections froides
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