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Transcript

Master spécialisé "Biotechnologies et Valorisation des Plantes Aromatiques et Médicinales

Selected antimicrobial essential oils eradicate Pseudomonas spp. and Staphylococcus aureus biofilms

Huiles essentielles anti-microbiennes sélectionnées pour éradiquer les biofilms de Pseudomonas spp. et Staphylococcus aureus

Nicole L. KavanaughetKatharina Ribbeck

Département de l’ingénierie biologique, Institut de Technologie de Massachusetts, Cambridge, Massachusetts, USA

Applied and Enviromental Microbiology 78 (11) 4057-4061.

American Society for Microbiology

Publié le 30 Mars 2012

Présenté par :

Aziza MENOUNI

Dans le cadre du cours de phytobactériologie dispensé par :

Pr. El Hassan ACHBANI

Matériel et méthodes

Objectifs de l'étude :

1ère expérience :

- Culture de biofilm de P. aeruginosa sur interface air-liquide d’une lame imprégnée de BMH

- Ajout de substances à tester (HE de cannelle /antibiotiques : colistine) à la culture de biofilm et à une solution de cellules planctoniques)

- Coloration avec Live/DEAD BacLight (combinaison de deux colorants d'acide nucléique: SYTO9 et l'iodure de propidium)

- Microscopie à fluorescence

Huiles essentielles de :

- Les biofilms sont définis comme des agrégats de cellules bactériennes attachés à une surface et enrobés d'une matrice polymérique.

La formation d'un biofilm se fait en des étapes bien déterminées:

Biofilms: - Haute résistance aux antibiotiques

- Difficiles à éliminer avec les traitements antimicrobiens classiques

2ème expérience :

Criblage des huiles qui peuvent tuer P. aeruginosa

---> Test de microdiffusion de disque

Huiles actives dans l'essai de diffusion sur disque sont-elles également efficaces pour tuer les biofilms ?

---> CMI nécessaire pour tuer les cellules planctoniques et la Concentration Minimale de l'Eradication de Biofilm (CMEB).

- Déterminer les HE efficaces pour tuer les biofilms

- Evaluer si le comportement des HE envers les bactéries Gram-positif est différent de celui envers les bactéries Gram-négatif

- Tester l’efficacité antimicrobienne des composants individuels des HE

Testées sur 3 souches bactériennes:

Capacité des huiles essentielles sélectionnées à tuer les biofilms formés par Pseudomonas aeruginosa (PAO1), Pseudomonas putida (KT2440) et Staphylococcus aureus (SC- 01).

Parce que les bactéries formant des biofilms ont des caractéristiques différentes des bactéries planctoniques, de nouveaux outils et de nouvelles approches pour la prévention et le traitement de ces bactéries pathogènes est requis.

Matériel et méthodes

Les huiles essentielles de la cannelle de chine, du baume du Pérou et du thym rouge sont plus efficaces dans l'éradication des biofilms de Pseudomonas et de S. aureus que des antibiotiques importants sélectionnés, faisant ainsi de ces huiles des candidats intéressants pour le traitement des biofilms.

3ème expérience :

Essai de diffusion sur disque afin de déterminer si les huiles qui sont efficaces contre Pseudomonas le sont également contre S. aureus.

4ème expérience :

- Test de l'activité antimicrobienne des composants individuels des huiles essentielles: molécules de cinnamaldéhyde, eugénol, linalol(issues des huiles de cassia, de clou de girofle, et de lavande, respectivement)

Merci pour votre attention

Perspective: L'identification d'autres composants actifs anti-microbiens dans les huiles, ainsi que les mécanismes moléculaires par lesquels ces composants pénètrent de manière efficace la barrière des biofilms.

Résultats

Discussion

La CMI de la colistine (3g/ml) nécessaire pour éradiquer les cellules planctoniques n'était pas efficace contre les cellules d'un biofilm, car une grande partie en est restée teintée en vert (Fig. 1, en haut à droite). En revanche, la CMI de l'huile de cannelle contre les cellules planctoniques (0,2%) (Tableau 1) était tout à fait suffisante pour tuer la plupart des cellules de P. aeruginosa à l'intérieur d'un biofilm (figure 1, au milieu), ce qui suggère que ces cellules ne sont pas protégées de l'huile de cannelle. Une concentration légèrement plus faible de l'huile essentielle (à 0,1%) n'a tué les bactéries ni en solution ni dans des biofilms (Fig. 1, en bas).

Les résultats montrent que les biofilms ont été tués par des concentrations des huiles de cassia, de baume du Pérou et de thym rouge similaires à celles qui ont été efficaces contre P. aeruginosa

Les huiles suivantes sont efficaces pour tuer P. aeruginosa : Huile de cannelle, de clou de girofle (Syzygiumaromaticum) , de baume du Pérou (Myroxylon balsamum) , de thym rouge (Thymus vulgaris) , et d'arbre à thé (Melaleucaalternifolia)

- Les huiles essentielles testées ici peuvent agir contre les biofilms plus efficacement que les antibiotiques testés.

- L'activité spécifique à l'espèce des huiles suggère que les combinaisons adaptées à cibler une gamme de différents microbes peuvent être efficaces contre les biofilms multi-espèces.

- Le fait d’être à l'intérieur d'un biofilm devient un inconvénient pour les bactéries, car il les rend plus sensibles à l'activité de ces huiles essentielles en particulier. Il est possible que la matrice extracellulaire du biofilm adsorbe les composants actifs et augmente leur concentration locale. Une autre possibilité est que la membrane cellulaire ou la paroi cellulaire dans des cellules du biofilm est différente de celle dans les cellules planctoniques en raison de l'expression différentielle des gènes dans les deux types cellulaires.

- La constatation que les simples composants d'huiles essentielles sont efficaces pour éradiquer les biofilms bactériens est prometteuse, car elle peut permettre la dissection de leurs mécanismes d'action ainsi que d'inspirer la conception moléculaire de nouveaux composants antimicrobiens.

Seulement un antibiotique, l'ofloxacine, est capable d’éradiquer les bactéries planctoniques et celles des biofilms avec une efficacité à peu près égale. Les autres antibiotiques, la colistine et la gentamicine, ne sont pas efficaces pour tuer les cellules du biofilm, même à des concentrations 10 fois plus élevées que la CMI. En revanche, les huiles essentielles de cannelle et de baume du Pérou étaient efficaces contre les biofilms et les bactéries planctoniques à des concentrations à peu près égales.

L'aldéhyde cinnamique est aussi efficace que l'essence de cassia complexe. En outre, alors que l'huile de clou de girofle n'était pas efficace pour tuer les biofilms de P. aeruginosa dans 5 % des solutions (vol/vol), l'eugénol a été efficace à 3,3%.

INTRODUCTION

Problématique

Matériel et méthodes

CONCLUSION

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