Robert Tisserand: Tea tree olej a biofilmy

Robert Tisserand

http://roberttisserand.com/2012/10/tea-tree-oil-biofilm/

Jednou z vynikajících vlastností mnoha éterických olejů, včetně tea tree (Melaleuca alternifolia), je jejich potenciální účinnost proti bakteriálním biofilmům.

Biofilm je vrstevnaté prostředí skládající se převážně z polysacharidů a proteinů, které na povrhu vytvářejí bakterie a houby, aby se jím chránily. Je obtížné je zabít, protože jsou strukturou biofilmu chráněny před okolním prostředím. Plak na zubním povrchu je příkladem biofilmu. Úspěšný účinek ústních vod založených na esenciálních olejích – například značky Listerine – oproti ostatním typům ústních vod, vychází ze schopnosti éterických olejů rozkládat plak a bránit jeho utváření (Oyanagi a kol 2012). (Listerine obsahuje silice - sloučeniny tymol, mentol, 1,8-cineol a metyl salicylát. Původně byl vyvinut a užit jako chirurgická dezinfekce).       

Vnější vrstva biofilmu je tvořena víceméně nečinnými buňkami, které jsou však obzvláště odolné. Lékařské implantáty, katetry, srdeční chlopně, cévky atd., jsou používány stále častěji. Bývají kolonizovány bakteriálním biofilmem. Pokud ke kolonizaci dojde, může být výsledek fatální, protože antibiotika mají velké potíže proniknout vnější vrstvou rezistentních bakterií (Hoiby a kol 2010). Důsledkem je vzrůstající počet úmrtí způsobených implantáty.

Biofilm Staphylococca aurea na katétru.

Karvakrol a cinnamaldehyd (hlavní složky oleje z oregana a kůry skořicovníku) zabraňují tvorbě biofilmu na polymerovém povrchu. Předpokládá se, že zdravotnické nástroje potažené těmito látkami by byly mnohem méně náchylné k bakteriální kolonizaci. Cinnamaldehyd významně snížil tvorbu biofilmu Pseudomonas aeruginosa při 1% koncentraci a většina bakterií byla inhibována těmito látkami již při 0,1% koncentraci (Zodrow a kol 2012). Pseudomonas aeruginosa je jednou z velmi rezistentních bakterií a je obtížné ji zabít. Vytváří hlenovitý biofilm v plicích při cystické fibróze a způsobuje potíže při hojení ran.

Biofilm můžeme najít na kontaktních čočkách, chronických ranách a vředech, vaginální sliznici, vlastně na jakémkoli povrchu, kde je vlhkost a živiny.   Neustále se nám vytváří na kůži vedle běžných nečistot, kožního mazu, potu a kosmetických prostředků. Biofilm se také nalézá na různém povrchu mimo tělo. Díky svým schopnostem rozkládat tukové vazby a desinfekčně působit proti biofilmům jsou borovicové a citrusové oleje složkou běžných domácích čisticích prostředků.

Při zkouškách in vitro prokazují antibiotika často lepší výsledky než esenciální oleje. Esenciální oleje jsou na druhé straně účinnější při ničení bakterií v biofilmu, protože jím pronikají snadněji a méně podléhají resistentním mechanismům. Esenciální oleje, které prokázaly dobré antibiofilmové účinky při testech in vitro zahrnují:

Skořice kůra: Staphylococcus epidermis biofilm (Nuryastuti a kol 2009)
Oregano: S. aureus a S. epidermis biofilm (Nostro a kol 2007)
Tymián: Listeria monocytogenes biofilm z nerezu a polystyrenu (Desai a kol 2012)
Rozmarýn: Candida albicans a C. tropicalis biofilm (Chifiriuc a kol 2012)
Tea tree: S. aureus, MRSA a C.albicans biofilm (Kwiecinski a kol 2009, Park a kol 2007, Sudjana a kol 2012)

V současnosti je zvažováno využití některých z těchto esenciálních olejů při konzervaci potravin, což je další oblast, kde vytváření biofilmů působí potíže.

 

Melaleuca alternifolia v květu (Australian Tea Tree Industry Association)

Staphylococcus aureus je všudypřítomná bakterie, vyskytující se zejména na kůži. Výzkumy in vitro ukazují, že éterický olej z tea tree v závislosti na koncentraci odstraňuje biofilm S. aureus (Kwiecinski a kol 2009), a že je účinný proti biofilmu MRSA a MSSA (Brady a kol 2006). 50% koncentrace oleje tea tree byla stejně účinná jako vankomycin in vitro při vyhubení biofilmu MRSA v kochleárním implantátu (Park a kol 2007). Bylo zjištěno, že biofilm S. aureus v infikovaném kochleárního implantátu je odolný vůči všem běžných antibiotikům, ale 5% koncentrace éterického oleje z tea tree jej úplně odstraní za jednu hodinu (Brady a kol 2010). Tea tree oil vykazuje dobré výsledky při odstranění MRSA na kůži. Používá se v 5% ředění v prostředcích na mytí těla, 4% ředění v masti (Caelli a kol 2000), nebo 10% ředění ve formě krému (Dryden a kol 2004).

Candida albicans vytváří biofilmy, které jsou příčinou některých onemocnění a jsou obtížně léčitelné běžnými konvenčními protiplísňovými prostředky.  Při 0,031% koncentraci během studie in vitro esenciální olej z tea tree na všech 10 vzorcích významně snížil utváření biofirmu C. albicans (Sudjana a kol 2012). Další výzkumy in vitro naznačují, že olej z tea tree může být efektivní v ústních hygienických produktech pro prevenci a kontrolu výskytu orální kandidózy u pacientů s rakovinou (Bagg a kol 2006, Ramage a kol). Z 25 pacientů nemocných na AIDS s orální kandidózou, na které neúčinkovala antimykotická léčba s fungistatickým účinkem, bylo 7 pacientů vyléčeno a u 8 došlo ke zlepšení po čtyřech týdnech užívání roztoku s tea tree olejem (Vazquez a kol 2002).

Tyto studie naznačují slibné účinky esenciálních olejů, obzvláště tea tree, při prevenci a hubení biofilmu v souvislosti se zdravotními problémy, které odolávají konvenční léčbě. Taktéž se očekávají slibné výsledky při povrchovém čištění, a u prostředků na hygienu rukou a umývání kůže.     

Přeložila: Renata Klečková

 

References

Bagg J, Jackson MS, Sweeney MP et al 2006 Susceptibility to Melaleuca alternifolia (tea tree) oil of yeasts isolated from the mouths of patients with advanced cancer. Oral Oncology 42:487-492

Brady A, Loughlin R, Gilpin D et al 2006 In vitro activity of tea-tree oil against clinical skin isolates of meticillin-resistant and -sensitive Staphylococcus aureus and coagulase-negative staphylococci growing planktonically and as biofilms. Journal of Medical Microbiology 55:1375-1380
http://jmm.sgmjournals.org/content/55/10/1375.full.pdf+html

Brady AJ, Farnan TB, Toner JG et al 2010 Treatment of a cochlear implant biofilm infection: a potential role for alternative antimicrobial agents. Journal of Laryngology, Rhinology & Otology 124:729-738

Caelli M, Porteous J, Carson CF et al 2000 Tea tree oil as an alternative topical decolonization agent for methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Journal of Hospital Infection 46:236-237

Chifiriuc C, Grumezescu V, Grumezescu AM et al 2012 Hybrid magnetite nanoparticles/Rosmarinus officinalis essential oil nanobiosystem with antibiofilm activity. Nanoscale Research Letters 7:209
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3368737/

Desai MA, Soni KA, Nannapaneni R et al 2012 Reduction of Listeria monocytogenes biofilms on stainless steel and polystyrene surfaces by essential oils. Journal of Food Protection 75:1332-1337

Dryden MS, Dailly S, Crouch M 2004 A randomized, controlled trial of tea tree topical preparations versus a standard topical regimen for the clearance of MRSA colonization. Journal of Hospital Infection 56:283-286

Hoiby N, Bjarnsholt T, Givskov M et al 2010 Antibiotic resistance of bacterial biofilms. International Journal of Antimicrobial Agents 35:322-332

Kwiecinski J, Eick S, Wojcik K 2009 Effects of tea tree (Melaleuca alternifolia) oil on Staphylococcus aureus in biofilms and stationary growth phase. International Journal of Antimicrobial Agents 33:343-347

Nostro A, Sudano Roccaro A et al 2007 Effects of oregano, carvacrol and thymol on Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis biofilms. Journal of Medical Microbiology 56:519-523
http://jmm.sgmjournals.org/content/56/4/519.long

Nuryastuti T, van der Mei HC et al 2009 Effect of cinnamon oil on icaA expression and biofilm formation by Staphylococcus epidermidis. Applied & Environmental Microbiology 75:6850-6855
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2772433/

Oyanagi T, Tagami J, Matin K et al 2012 Potentials of mouthwashes in disinfecting cariogenic bacteria and biofilms leading to inhibition of caries. The Open Dentistry Journal 6:23-30
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3269010/

Park H, Jang CH, Cho YB et al 2007Antibacterial effect of tea-tree oil on methicillin-resistant Staphylococcus aureus biofilm formation of the tympanostomy tube: an in vitro study. In Vivo 21:1027-1030
http://iv.iiarjournals.org/content/21/6/1027.long

Ramage G, Milligan S, Lappin DF et al 2012 Antifungal, cytotoxic, and immunomodulatory properties of tea tree oil and its derivative components: potential role in management of oral candidosis in cancer patients. Frontiers in Microbiology 3:220

Sudjana AN, Carson CF, Carson KC et al 2012 Candida albicans adhesion to human epithelial cells and polystyrene and formation of biofilm is reduced by sub-inhibitory Melaleuca alternifolia (tea tree) essential oil. Medical Mycology 50:863-870

Vazquez JA, Zawawi AA 2002 Efficacy of alcohol-based and alcohol-free melaleuca oral solution for the treatment of fluconazole-refractory oropharyngeal candidiasis in patients with AIDS. HIV Clinical Trials 3:379-385

Zodrow KR, Schiffman JD, Elimelech M 2012 Biodegradable polymer (PLGA) coatings featuring cinnamaldehyde and carvacrol mitigate biofilm formation. Langmuir 28:13993-13999