抗菌剤耐性を克服するために、ティーツリー精油とキトサンの口腔病原体に対する抗菌効果を探索する

Exploring the antimicrobial efficacy of tea tree essential oil and chitosan against oral pathogens to overcome antimicrobial resistance.

抄録

背景:

口腔内細菌叢が抗生物質耐性遺伝子（ARG）のリザーバーとして機能するため、口腔内病原菌の抗菌剤耐性は歯科診療における重大な懸念事項であり、健康全般に広範な影響を及ぼすことを考慮すると、天然物に関する研究はこの問題に取り組む上で極めて重要である。

BACKGROUND: Considering that antimicrobial resistance among oral pathogens is a significant concern in dental practice, with broader implications for overall health due to the oral microbiota serving as a reservoir for antibiotic resistance genes (ARGs), research into natural products is crucial for addressing this issue.

目的:

本研究の目的は、ティーツリーオイル（TTO）およびキトサン（CH）の、混合種バイオフィルムを含む口腔病原体に対する性能、および細菌の増殖に対する効果を、TTOの化学的特性および細胞毒性に加えて評価することである。

OBJECTIVE: This study aimed to evaluate tea tree oil (TTO) and chitosan (CH) performance against oral pathogens, including mixed-species biofilm, and its effects on bacteria growth, in addition to chemical characterization and cytotoxicity of TTO.

方法:

本研究では、ティーツリーオイルと低分子キトサンを使用した。TTOの化学組成は、ガスクロマトグラフィー質量分析計（GC-MS）を用いて分析した。TTOの抗菌特性を評価するため、殺傷時間および細胞生存率アッセイを実施した。さらに、最小発育阻止濃度（MIC）、最小殺微生物濃度（MMC）、チェッカーボード、およびバイオフィルムアッセイを、TTOとCHの単独および併用で実施した。

METHODS: Tea Tree Oil and low molecular weight chitosan were used in this study. The chemical composition of TTO was analyzed using gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). To evaluate TTO's antimicrobial properties, time-kill and cell viability assays were conducted. Additionally, minimum inhibitory concentration (MIC), minimum microbiocidal concentration (MMC), checkerboard, and biofilm assays were performed using TTO and CH alone and in combination.

結果:

TTOクロマトグラフィーのピークは、標準ISO4730:2017および文献と一致していた。TTOおよびCHは、試験したすべての微生物に対して阻害活性を示した。TTOの優勢な微生物静菌活性は、おそらくテルピネンに関連するテルピネン-4-オールに関連している。MIC値のオイルは、Aggregatibacter actinomycetemcomitansの対数期増殖を遅延させることができた。線維芽細胞（L929）の生存率は、TTO濃度0.5～0.0625mg/mlの範囲で24時間70％以上を維持した。TTO-CHの組み合わせは、A. actinomycetemcomitansとStreptococcus sanguinisに対して、両種とも0.25MICの濃度で相乗活性（FIC=0.5）を示した。MIC濃度の化合物は、アジスロマイシン対照と同程度に、単種および混合種のバイオフィルム研究細菌を阻害した。

RESULTS: TTO chromatography peaks found consistent with the standard ISO4730:2017 and literature. TTO and CH exhibited inhibitory activity against all tested microorganisms. The predominantly microbiostatic activity of TTO is probably related to terpinen-4-ol associated with terpinene. The oil at MIC value was able to delay the log phase of Aggregatibacter actinomycetemcomitans growth. Fibroblasts (L929) viability remained above 70 % during 24 h for TTO concentrations ranging from 0.5 to 0.0625 mg/ml. TTO-CH combination showed a synergistic activity (FIC = 0.5) against A. actinomycetemcomitans and Streptococcus sanguinis, at a concentration of 0,25MIC for both species. The compounds at MIC concentration inhibited both monospecies and mixed-species biofilms studied bacteria to the same extent as the azithromycin control.

結論:

TTOとCHは、口腔病原体との闘いにおいて有効性を示し、TTO-CHの併用は、口腔環境における微生物抵抗性に立ち向かう有望なアプローチとなる。

CONCLUSION: TTO and CH demonstrated efficacy in combating oral pathogens and TTO-CH combination offers a promising approach to confront microbial resistance in the oral environment.