Synergistic antipseudomonal activity of A. quettensis and imipenem

J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 163-172, 2019.

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Antipseudomonal activity of Artemisia quettensis Podlech essential oil and its synergy with imipenem

[Actividad antipseudomonal del aceite esencial de Artemisia quettensis Podlech y su sinergia con imipenem]

Elham Saffari1, Mohammad Ali Nasiri Khalili2*, Jalil Fallah Mehrabadi3

1Department of Chemistry and Essential Oil Technology, School of Chemistry, Islamic Azad University of Pharmaceutical Science, Tehran, Iran.
2Department of Biochemistry and Biophysics, Education and Research Center of Science and Biotechnology, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran.
3The Lister Laboratory of Microbiology, Tehran, Iran.

*E-mail: manasiri@alumni.ut.ac.ir

Abstract

Context: The problems associated with hospital infections caused by Pseudomonas aeruginosa, and the emergence of new and the re-emergence of old infectious diseases have become increasingly evident. Therefore, medicinal plants take precedence over the development of new antibacterial agents. The combination effects of antibiotics and plant compounds might be an appropriate solution for microbial resistance and useful method for assessment of synergistic interactions for inhibition of bacterial growth. This study is an experimental design for the discovery and finding of natural and harmless compounds for the treatment of infectious diseases.

Aim: To determine the antibacterial potency of Artemisia quettensis essential oil, and in combination with imipenem, to inhibit the growth of Pseudomonas aeruginosa.

Methods: The essential oil was obtained through hydrodistillation from aerial parts of the plant and analysis using GC and GC-MS. To demonstrate the in vitro antibacterial activity of the essential oil against Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) disc diffusion assay was used, either alone or in combination with a standard antibiotic.

Results: The most dominant components were homoadamantane (9.38%), Camphor (7.91%) and Eugenol (10.46%). The oil and antibiotic showed high antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa with minimal inhibitory concentration (MIC) 0.5 µL/mL and 16 µg/mL and minimal bactericidal concentration (MBC) 4 µL/mL and 32 µL/mL, respectively. The synergistic effect of the oil and antibiotic showed MIC 0.2 µL/mL and 4 µg/mL and MBC 2 µL/mL and 8 µL/mL, respectively. This study showed that Artemisia quettensis oil has significant antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa infections.

Conclusions: The essential oil exhibited synergism with imipenem displaying the ability to enhance the activity of this compound and it may be useful in the fight against emerging microbial drug resistance.

Keywords: Artemisia quettensis; essential oil; imipenem; Pseudomonas aeruginosa; synergistic effect.

Resumen

Contexto: Los problemas asociados con las infecciones hospitalarias causadas por Pseudomonas aeruginosa, y la aparición de nuevas enfermedades y la reaparición de enfermedades infecciosas antiguas, se han hecho cada vez más evidentes. Por lo tanto, las plantas medicinales tienen prioridad para el desarrollo de nuevos agentes antibacterianos. Los efectos combinados de los antibióticos y los compuestos de plantas podrían ser una solución adecuada para la resistencia microbiana y un método útil para evaluar las interacciones sinérgicas para la inhibición del crecimiento bacteriano. Este estudio es un diseño experimental para la búsqueda y el descubrimiento de compuestos naturales e inofensivos para el tratamiento de enfermedades infecciosas.

Objetivo: Determinar la potencia antibacteriana del aceite esencial de Artemisia quettensis, y en combinación con imipenem, para inhibir el crecimiento de Pseudomonas aeruginosa.

Métodos: El aceite esencial se obtuvo mediante hidrodestilación de partes aéreas de la planta y análisis utilizando GC y GC-MS. Para demostrar la actividad antibacteriana in vitro del aceite esencial contra Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) se utilizó el ensayo de difusión en disco, ya sea solo o en combinación con un antibiótico estándar.

Resultados: Los componentes más dominantes fueron homoadamantano (9,38%), alcanfor (7,91%) y eugenol (10,46%). El aceite y el antibiótico mostraron una alta actividad antibacteriana contra Pseudomonas aeruginosa con una concentración inhibitoria mínima (MIC) de 0,5 µL/mL y 16 µg/mL y una concentración bactericida mínima (MBC) de 4 µL/mL y 32 µL/mL, respectivamente. El efecto sinérgico del aceite y el antibiótico mostraron MIC 0,2 µL/mL y 4 µg/mL y MBC 2 µL/mL y 8 µL/mL, respectivamente. Este estudio demostró que el aceite de Artemisia quettensis tiene una actividad antibacteriana significativa contra las infecciones por Pseudomonas aeruginosa.

Conclusiones: El aceite esencial exhibió sinergismo con el imipenem, mostrando la capacidad de mejorar la actividad de este, y puede ser útil en la lucha contra la resistencia a los medicamentos microbianos emergentes.

Palabras Clave: aceite esencial; Artemisia quettensis; efecto sinérgico; imipenem; Pseudomonas aeruginosa.

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Citation Format: Saffari E, Khalili MNA, Mehrabadi JF (2019) Antipseudomonal activity of Artemisia quettensis Podlech essential oil and its synergy with imipenem. J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 163–172.

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