L’activité antimicrobienne des nanoliposomes d’huile d’arbre à thé contre Escherichia coli

Même si les antibiotiques sont utilisés comme additifs alimentaires pour gérer diverses maladies infectieuses bactériennes animales, l’émergence continue de souches bactériennes résistantes aux médicaments a limité leur efficacité. Étant donné que les huiles essentielles végétales ont montré un effet antibactérien significatif, elles ont été considérées comme un candidat potentiel pour atténuer le problème de la résistance aux antibiotiques.

Dans un récent Sciences de la volaille étude, les chercheurs ont formulé des nanoliposomes d’huile d’arbre à thé (TTONL) et analysé leur efficacité antibactérienne contre les pathogènes Escherichia coli (E. coli) qui affecte considérablement l’industrie de la volaille. L’objectif principal de l’étude actuelle est de développer un nouveau médicament pour promouvoir un élevage durable et sain en Chine.

E. coli infection chez les volailles

Bien que la plupart E. coli souches non pathogènes et présentes naturellement dans l’intestin, certaines souches virulentes peuvent provoquer la maladie de Crohn, la gastro-entérite et la colite hémorragique. De plus, pathogène E. coli causer la colibacillose, qui est une infection systémique ou localisée que l’on trouve couramment chez les volailles. La colibacillose a également été associée à des lésions multiviscérales, telles que l’inflammation des sacs aériens, la péri-hépatite et la péritonite, entraînant une mortalité importante chez les volailles.

E. coli la paroi cellulaire est principalement composée de lipopolysaccharide (LPS), et la lyse cellulaire de cette bactérie provoque une libération massive de LPS qui déclenche une réponse inflammatoire. Dans ce contexte, NLRP3 s’est avéré jouer un rôle important dans l’induction de la réponse inflammatoire pendant E. coli infection. Un autre facteur qui médie l’inflammation à un stade avancé est HMGB1.

Huile d’arbre à thé (TTO) et nanoliposomes

Le TTO est une huile essentielle extraite des feuilles de l’arbre à thé. Cette huile essentielle est de couleur jaune clair à claire et contient une odeur fraîche de camphre. En règle générale, l’arbre à thé se trouve sur la côte du sud du Queensland au nord de la Nouvelle-Galles du Sud, en Australie.

Le TTO a de nombreuses applications médicinales, notamment le traitement de l’herpès, de l’acné, de la gale, des piqûres d’insectes et des infections cutanées microbiennes. Il est important de noter que cette huile essentielle a montré une concentration minimale inhibitrice (MIC) inférieure à 1 % contre la plupart des bactéries et des champignons. Par conséquent, le TTO est considéré comme un agent antimicrobien prometteur.

Le terpinène-4-ol et l’α-terpinéol sont les principaux composants du TTO qui favorisent l’activité antibactérienne. Mécaniquement, l’effet bactéricide de ces composants a été associé à une perturbation de la membrane cellulaire microbienne, provoquant une lyse cellulaire.

Outre ses avantages, certaines des limitations qui restreignent l’application du TTO incluent l’insolubilité dans l’eau, sa nature instable et la forte tendance de ses ingrédients actifs à changer lorsqu’ils sont exposés à l’air. Ces lacunes pourraient être surmontées en utilisant des nanoliposomes, un système de support de vésicule bicouche formé par auto-assemblage en milieu aqueux.

Les nanoliposomes transportant l’huile essentielle atteignent le site cible par le biais d’interactions cellulaires (par exemple, phagocytose, adsorption et fusion). Surtout, ceux-ci ont considérablement amélioré la mauvaise stabilité des huiles essentielles pendant le stockage et l’application. Dans cette étude, le TTONL a été produit de manière optimale pour inhiber E. coli maladie chez les volailles.

Synthèse et caractérisation de TTONL

Le TTONL a été synthétisé à l’aide d’une technique d’hydratation et de sonication en couche mince. Le processus de développement a été optimisé à l’aide de la méthode de surface de réponse de Box-Behnken. Les conditions optimales déterminées pour la synthèse de TTONL étaient le rapport massique lécithine/cholestérol de 3,7:1, le pH du milieu d’hydratation de 7,4 et la concentration de TTO de 0,5. Ces conditions conduisent à un taux d’encapsulation TTONL de 80,31 ± 0,56%.

L’analyse au microscope électronique à transmission (TEM) a révélé que le TTONL était de forme presque sphérique et de taille uniforme. La taille moyenne des particules de cette structure bicouche contenant du TTO était de 227,8 ± 25,3 nm avec une charge négative. Le pic d’absorption caractéristique de TTONL a révélé une modification insignifiante du squelette de base d’un liposome. Fait important, les résultats expérimentaux ont indiqué que TTONL était plus stable à 4^oC, par rapport à la température ambiante, pendant 35 jours.

Efficacité antibactérienne du TTONL

L’efficacité antibactérienne de TTONL a été évaluée par rapport à E. coli à travers in vitro et in vivo expériences. Pour le in vivo étude, l’efficacité de TTONL a été étudiée en utilisant des poulets infectés par la colibacillose.

Les résultats du test MIC ont indiqué que les nanoliposomes amélioraient l’efficacité antibactérienne du TTO contre divers E. coli souches. Après 8 heures de traitement avec 75 mg/mL de TTONL, un effet bactéricide complet a été observé contre les souches testées.

In vitro des expériences ont montré que l’exposition au TTONL provoquait divers degrés de dommages structurels au E. coli souches. Un in vivo Une étude a révélé que l’administration orale de TTONL réduisait significativement les symptômes cliniques et les lésions intestinales des poulets infectés. Fait important, le traitement par TTONL a considérablement diminué l’expression de l’ARNm de NLRP3 et NF-κB dans le caecum et le duodénum de E. coli– poulets infectés.

conclusion

Le TTONL nouvellement synthétisé a présenté un taux d’encapsulation plus élevé, une libération lente et une stabilité améliorée avec une activité antibactérienne prometteuse contre les agents pathogènes testés. Compte tenu de tous les résultats expérimentaux, l’étude actuelle recommande fortement l’application prophylactique de TTONL pour gérer les maladies bactériennes aviaires.