ARTÍCULO ORIGINAL
Atividade antimicrobiana in vitro de Geraniol e Cariofileno sobre Staphylococcus aureus
Actividad antimicrobiana de Geraniol e Cariofileno contra Staphylococcus aureus
In vitro antimicrobial activity of Geraniol and Cariophyllene against Staphylococcus aureus
PhD. Henrique Douglas Melo Coutinho, BSc. Maria Audilene de Freitas, BSc. Cícera Natália Figueiredo Leite Gondim, BSc. Rosimeire Sabino de Albuquerque, BSc. João Victor de Alencar Ferreira, MSc. Jacqueline Cosmo Andrade
Laboratorio de Microbiología e Biología Molecular. Universidade Regional do Cariri, Crato-CE, Brasil.
RESUMO
Introdução: os óleos essenciais
das plantas medicinais são tipicamente constituídos por um complexo
de compostos químicos, principalmente derivados de terpenos como o geraniol
e o cariofileno. O geraniol é encontrado em muitas espécies de flores,
inclusive rosas. O cariofileno é um sesquiterpeno de ocorrência comum
em muitos óleos essenciais.
Objetivo: testar contra bactérias
Gram-positivas do gênero Staphylococcus a ação antimicrobiana
dos compostos geraniol e cariofileno.
Métodos: para avaliar a ação
antimicrobiana do geraniol e do cariofileno, foi utilizada a linhagem MRSA Staphylococcus
aureus 358. Através do método de microdiluição em caldo
foi avaliada a concentração inibitória mínima (CIM) e a
atividade moduladora de ambos os compostos sozinhos ou associados aos antibioticos
aminoglicosídios gentamicina, canamicina, amicacina e neomicina.
Resultados: os resultados indicam que
o geraniol aumentou a ação da canamicina. Por sua vez, o cariofileno
aumentou a resistência da bactéria contra a neomicina.
Conclusões: os dados demontraram
que ambos os compostos tem potencial modulador da atividade antibiótica.
Palavras-chave: atividade antimicrobiana, cariofileno, geraniol, resistência microbiana, Staphylococcus aureus.
RESUMEN
Introducion: los aceites esenciales de
plantas medicinales son típicamente compuestos por un complejo de compuestos
químicos, en lo principal derivados de terpenos como geraniol y cariofileno.
El geraniol se encuentra en muchas especies de flores, incluyendo rosas. El
cariofileno es un sesquiterpeno de ocurrencia común en muchos aceites esenciales.
Objectivo: ensaiar frente a bacterias
Gram positivas del género Staphylococcus la actividad antimicrobiana
de los compuestos geraniol y cariofileno.
Métodos: para evaluar la acción
antimicrobiana de geraniol y cariofileno, fue utilizada la cepa MRSA Staphylococcus
aureus 358. Por el método de microdilución en caldo se evaluó
la Concentración Inhibitoria Mínima (CIM) y la actividad moduladora
de los compuestos solos o asociados con los antibióticos aminoglucósidos
gentamicina, kanamicina, amikacina y neomicina.
Resultados: los resultados demostraron
que el geraniol aumentó el efecto del antibiótico kanamicina, pero
el cariophyllene ha mejorado la resistencia de la bacteria contra la neomicina.
Conclusiones: los resultados demostraron
que las dos sustancias presentaron modulación de la actividad antibiótica.
Palabras clave: actividad antimicrobiana, cariophylene, geraniol, resistencia bacteriana, Staphylococcus aureus.
ABSTRACT
Introduction: the essential oils of medicinal
plants are typically composed by a complex of chemical compounds, mainly derivates
of terpenes as geraniol and caryophyllene. The Geraniol is found in many species
of flowers, including roses. The caryophyllene is a common sesquiterpene occurring
in many essential oils.
Objective: assay against Gram positive
bacteria from the Staphylococcus genus the antimicrobial activity of
the compounds geraniol and cariophyllene.
Methods: to verify the antimicrobial effect
of the geraniol and cariophyllene, was used a MRSA strain Staphylococcus
aureus 358. Using the microdilution method was determined the minimum inhibitory
concentration (MIC) and the modulatory activity of both compounds alone or associated
with the aminoglycoside antibiotics gentamicin, kanamycin, amikacin and neomicin.
Results: the results demonstrated that
the geraniol enhanced the kanamycin antibiotic effect, but the cariophyllene
enhanced the resistance of the bacterium against the neomycin.
Conclusions: the results demonstrated
that both compounds have modulatory effect when associated with antibiotics.
Key words: antimicrobial activity, cariophyllene, geraniol, bacterial resistance, Staphylococcus aureus.
INTRODUÇÃO
Staphylococcus aureus é uma bactéria Gram-positiva encontrada na microbiota do corpo humano; pode causar infecções superficiais e até algumas disseminadas com elevada gravidade, e a sua importância clínica se deve à incidência de infecções hospitalares graves causadas por amostra multirresistente.1
Encontrada na nasofaringe e fossas nasais, pode causar desde infecções simples na pele até infecções graves em pacientes debilitados por doenças crônicas, traumas físicos, queimaduras e enfermidades imunossupressoras. Indivíduos que carreiam o S. aureus e não apresentam sintomatologia são genericamente conhecidos como “portadores sãos ou assintomáticos”, sendo considerados dentre as principais fontes de transmissão tanto da infecção nosocomial, quanto da comunidade.2,3
O uso desenfreado de antibióticos sem uma cuidadosa avaliação das suas indicações apropriadas pode levar ao crescimento de cepas resistentes, ou seja, acarretar numa mutação seletiva.4 Apesar das indústrias farmacêuticas produzirem um expressivo número de novos antibióticos nas últimas três décadas, a resistência microbiana a essas drogas também aumentou. Em geral, as bactérias têm a habilidade genética de adquirir e de transmitir resistência às drogas utilizadas como agentes terapêuticos.5
Nos últimos anos, há um grande interesse e aumento na procura de produtos naturais como recursos terapêuticos. O fato de que amplas camadas da população mundial não têm acesso aos medicamentos e à medicina institucionalizada, a consciência ecológica e a crença popular de que o natural é inofensivo, contribuem para o aumento da resistência desses microrganismos.6
Os óleos essenciais das plantas medicinais são tipicamente constituídos por um complexo de compostos químicos (principalmente de terpenos) que podem agir individualmente, aditivamente ou sinergicamente para melhorar a saúde. Além de serem utilizadas como agentes terapêuticos, as substâncias bioativas isoladas dos óleos essenciais das plantas podem servir como moléculas protótipos para novos compostos sintéticos e, também, como ferramentas para estudos fisiológicos.7
O geraniol é encontrado em muitas espécies de flores, inclusive rosas, sendo estruturalmente parecido com o citronelol, diferindo pela presença de uma ligação dupla adicional.8 Por serem hidrofóbicos, os terpenóides como o geraniol podem aderir aos lipídios da membrana celular, destruindo estruturas e tornando-as mais permeáveis.9 A perda de componentes celulares podem indicar danos graves e irreversíveis à membrana celular.10
O cariofileno é um sesquiterpenóide de ocorrência comum em muitos óleos essenciais e, em especial, no óleo de cravo na sua forma isômera (b-cariofileno). Ocorre na natureza como mistura dos isômeros: isocariofileno, a-cariofileno (humuleno) e b-cariofileno. Algumas dessas substâncias apresentam atividades biológicas (b-cariofileno), com efeitos espasmolítico, anestésico local e anti-inflamatório.11
Neste contexto, esta investigação objetiva testar a atividade antimicrobiana dos óleos essenciais geraniol e cariofileno, contra S. aureus, adotando para realização do screening, o método de microdiluição em caldo e a determinação da sua concentração inibitória mínima (CIM).
MÉTODOS
Cepas utilizadas
A cepa bacteriana utilizada foi a linhagem MRSA Staphylococcus aureus 358. A cepa foi mantida em slant em Heart Infusion Agar (HIA, Difco) e antes do ensaio, foi cultivada durante a noite a 37 °C em Brain Heart Infusion (BHI, Difco) (tabela 1).
Substâncias testadas
As substâncias geraniol e cariofileno (Fig.) foram obtidos da Sigma Chemical Co.
Drogas
Os antibióticos canamicina, gentamicina, neomicina e amicacina, foram obtidos através da Sigma Chemical Co. Todas as drogas foram dissolvidas em água estéril na concentração de 5 000 µL/mL.
Teste de suscetibilidade
A concentração inibitória mínima (CIM) é definida como a menor concentração na qual nenhum crescimento microbiano foi observado. A CIM foi determinada pelo método de microdiluição em Brain Heart Infusion- BHI 10 %, usando uma suspensão de 105 UFC/mL em placas de microdiluição com 96 poços, com diluições em série 1/1, utilizando um inóculo de 100 µL e uma quantidade de 100 µL do produto, que foi diluída de maneira seriada variando em 1 024 – 8 µg/mL.12 O teste de concentração inibitória mínima foi realizado utilizando as cepas de Staphylococcus aureus.
Para avaliação do geraniol e cariofileno como modificadores de resistência microbiana, a CIM dos antibióticos foi determinada na presença e na ausência do produto, sendo que o mesmo estava em concentração subinibitória (MIC/8), as concentrações adicionais das drogas antimicrobianas usadas nesse ensaio variaram de 5 000 µg/mL – 2,4 µg/mL para os antibióticos. As placas foram incubadas por 24 horas a 37 °C.
A leitura dos resultados para bactérias foi feita com resazurina sódica (Sigma), um indicador colorimétrico de óxido-redução.13 Esse corante foi diluído em água destilada e realizada a leitura, onde 20 μL da solução indicadora foram adicionadas em cada cavidade e as placas foram mantidas por uma hora em temperatura ambiente. Os resultados para determinação da CIM bacteriana foram considerados positivos para os poços que permaneceram com a coloração azul e negativos para os que obtiveram coloração vermelha.14
RESULTADOS
Os testes realizados mostraram resultados significativos, tanto para a canamicina quanto, quando combinada com o geraniol. Verificou-se que a atividade antimicrobiana da canamicina contra S. aureus foi reforçada com a presença do geraniol, com redução da concentração de inibição de 19,53 para 2,44 µg/mL, caracterizando um sinergismo (tabela 2). Segundo Katzung,15 o sinergismo é marcado por uma redução de quatro vezes ou mais na CIM de cada fármaco quando usado em combinação versus isoladamente.
Em se tratando do resultado com a Neomicina pode ser observado um antagonismo,
pois quando associada ao carofileno o potencial de inibição foi reduzido,
sendo comprovado pelo aumento da concentração de inibição
de 9,76 para 39,06. Efeitos antagônicos já foram relatados sobre a
combinação de antibióticos entre si e com produtos naturais.
Tal efeito tem sido atribuído à quelação mútua das
drogas.16 Para os demais antibióticos não foram comprovados
resultados clinicamente relevantes para as concentrações testadas.
DISCUSSÃO
Estudos já realizados confirmam que um produto natural pode potencializar a ação de um produto natural, seja ele de origem animal, seja ele de origem vegetal, demonstrando que a interação das drogas podem indicar um novo caminho para a composição de fármacos produzidos em associação.17,18
O principal mecanismo de resistência aos aminoglicosídeos em estafilococos é a inativação das drogas por enzimas celulares modificadoras dos aminoglicosídeos e bombas de efluxo.17-19
Diversos trabalhos enfatizam o efeito de óleos essenciais quando, ao interagir com a membrana plasmática, favorecem a sua permeabilização, aumentando a entrada de antibióticos e ocasionando a morte celular.17-19
Segundo Novacosk e Torres,20 óleos essenciais mais ativos apresentam um teor relativamente importante em álcoois, fenóis e aldeídos (eugenol, timol, carvacrol, geraniol) poderosos agentes antisépticos, bem como de terpenos (alfa e beta pinenos e limoneno), assim comprovando a existência de propriedades antimicrobianas conhecidas nestes grupamentos químicos. Os resultados obtidos indicam que o geraniol colaborou com a ação do antibiótico canamicina ao ser utilizado contra cepas de bactérias de S. aureus 358. Por sua vez, o cariofileno modifica a ação do antibiótico neomicina, aumenta a resistência do mesmo contra cepas de S. aureus 358.
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Recibido: 11 de enero de 2014.
Aprobado: 12 de enero de 2015.
PhD. Henrique D.M. Coutinho. Laboratorio
de Microbiología e Biología Molecular, Universidade Regional do
Cariri, 63105-000, Crato-CE, Brasil.
Correo electrónico: hdmcoutinho@gmail.com
