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拡張スペクトラムβ-ラクタマーゼ(ESBL)/カルバペナマーゼ産生グラム陰性菌のプランクトン細胞およびバイオフィルム細胞に対する精油のin vitro活性
In Vitro Activity of Essential Oils Against Planktonic and Biofilm Cells of Extended-Spectrum β-Lactamase (ESBL)/Carbapenamase-Producing Gram-Negative Bacteria Involved in Human Nosocomial Infections.
PMID: 32466117 PMCID: PMC7277674. DOI: 10.3390/antibiotics9050272.
抄録
本研究の目的は、4種類のエッセンシャルオイル（EO）の抗菌活性を解析し、拡張スペクトルβ-ラクタマーゼ（ESBL）産生菌、メタロ-β-ラクタマーゼ（MBL）産生菌、カルバペネマーゼ（KPC）産生菌の発生・拡大を抑制することである。イタリアのモデナにあるヘスペリア病院の微生物学研究所のストックコレクションから，合計60株を入手した．ESBL産生株20株，KPC産生株5株，KPC産生株13株，MBL産生株20株を培養し，ESBL産生株およびカルバペナマーゼ産生株であることを再確認した．抗生物質耐性遺伝子（ESBLおよびKPC/MBL）の検出にはポリメラーゼ連鎖反応を用いた。EOの抗菌活性は寒天ディスク拡散アッセイを用いて測定し、最小阻害濃度（MIC）も評価した。最後に，無作為に選択した24株を対象に，ポリスチレンおよびガラス表面への付着性とバイオフィルム形成について検討した。この効果はMICでも確認され，それぞれ0.5～16μg/mL，1～16μg/mLであった。抗生物質と比較したEOの抗菌活性は、EOが最良の抗菌剤であることを確認した。 また、EOは両基準抗生物質よりも低いMICで良好な抗菌活性を示した。最後に、2つのEOについて有意な抗バイオフィルム活性が観察された（それぞれ、EOについては<0.05、EOについては<0.01）。.s EOは，選択されたすべての菌株に対して良好な抗菌活性および抗バイオフィルム活性を示し，将来的には抗生物質と併用してもESBL/カルバペネマーゼ産生菌による感染症の治療に使用できる可能性があることが示された．
The aim of this study was to analyze the antibacterial activity of four essential oils (EOs), , , and in preventing the development and spread of extended-spectrum β-lactamase (ESBL)-producing and , metallo-beta-lactamase (MBL)-producing and carbapenemase (KPC)-producing . A total of 60 strains were obtained from the stock collection from the Microbiology Laboratory of Hesperia Hospital, Modena, Italy. Twenty ESBL-producing , 5 , 13 KPC-producing and 20 MBL-producing were cultured and reconfirmed as ESBL and carbapenamase producers. Polymerase chain reaction was used for the detection of genes responsible for antibiotic resistance (ESBL and KPC/MBL). Antibacterial activity of the EOs was determined using the agar disk diffusion assay, and minimal inhibitory concentrations (MICs) were also evaluated. Lastly, adhesion capability and biofilm formation on polystyrene and glass surfaces were studied in 24 randomly selected strains. and EOs showed the best antibacterial activity against all tested strains and, as revealed by agar disk diffusion assay, was the most effective, even at low concentrations. This effect was also confirmed by MICs, with values ranging from 0.5 to 16 µg/mL and from 1 to 16 µg/mL, for and EOs, respectively. The EOs' antibacterial activity compared to antibiotics confirmed EO as the best antibacterial agent. EO also showed a good antibacterial activity with MICs lower than both reference antibiotics. Lastly, a significant anti-biofilm activity was observed for the two EOs ( < 0.05 and < 0.01 for and EOs, respectively). A good antibacterial and anti-biofilm activity of and . s EOs against all selected strains was observed, thus demonstrating a future possible use of these EOs to treat infections caused by ESBL/carbapenemase-producing strains, even in association with antibiotics.