Enterotoxinas y enzimas estafilococcicas en presencia de aceites esenciales (Staphylococcal enterotoxins and enzymes in presence of essential oils)

Núñez L

Description

Resumen
Nuestro objetivo fue investigar el efecto de concentraciones subinhibitorias de clavo, canela, y tomillo en el crecimiento de S aureus y en la producción de coagulasa, termonucleasa y enterotoxina. Con ese fi n se agregaron diferentes concentraciones de los aceites esenciales a Caldo Cerebro Corazón. La producción de enterotoxina en presencia y en ausencia de los aceites esenciales se determinó por la técnica de enzimoinmunoensayo (ELISA). Nuestros resultados indican que bajas concentraciones que no afectan el crecimiento, reducen la producción de la producción de las enzimas ensayadas y de enterotoxina El aceite esencial de tomillo es el que presenta mayor actividad pues al 0,04% produce la pérdida de la actividad de ambas enzimas y de la enterotoxicidad Esto es importante cuando consideramos su potencial aplicación en alimentos y en la industria farmacéutica.
Abstract
Our aim was to investigate the effect of subinhibitory concentrations of clove, cinnamon, and thyme essential oils on the growth of Staphylococcus aureus and its production of coagulase, thermonuclease and enterotoxin. Different concentrations of the essential oils were added to Brain Heart Infusion broth. The production of enterotoxin in the presence or absence of essential oils was estimated using the ELISA technique. Our results indicate that a lower concentration did not affect the growth S. aureus but reduced the production of metabolites. Thyme oil presents the most signifi cant effect, inhibiting the activity of both enzymes and the production of enterotoxin with 0,04%. There is a renewed interest in the potential application of these essential oils in the food and pharmaceutical industries to control staphylococcal poisoning.

Sujets

• Syzygium aromaticum
• Canela
• Tomillo
• Staphylococcus aureus
• Actividad enzimatica
• Clove
• Cinnamon
• Thyme
• Enzyme catalysis
• Enterotoxin

Informations

• Publié par: erevistas
• Publié le: 01 janvier 2007
• Nombre de lectures: 34

Extrait

ENTEROTOXINAS Y ENZIMAS ESTAFILOCOCCICAS EN PRESENCIA DE ACEITES ESENCIALES 175
STAPHYLOCOCCAL ENTEROTOXINS AND ENZYMES IN PRESENCE OF ESSENTIAL OILS
Enterotoxinas y enzimas estafilococcicas
en presencia de aceites esenciales
Staphylococcal enterotoxins and enzymes in presence of essential oils
NUÑEZ L, MORO A, D’AQUINO M
Cátedra de Higiene y Sanidad, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires,
Junín 954, (1153) Buenos Aires, Argentina.
e-mail: [e-mail] – [e-mail]
RESUMEN
Nuestro objetivo fue investigar el efecto de concentraciones subinhibitorias de clavo, canela, y tomillo en el crecimien-
to de S aureus y en la producción de coagulasa, termonucleasa y enterotoxina. Con ese fi n se agregaron diferentes
concentraciones de los aceites esenciales a Caldo Cerebro Corazón. La producción de enterotoxina en presencia y
en ausencia de los aceites esenciales se determinó por la técnica de enzimoinmunoensayo (ELISA). Nuestros re-
sultados indican que bajas concentraciones que no afectan el crecimiento, reducen la producción de la producción
de las enzimas ensayadas y de enterotoxina El aceite esencial de tomillo es el que presenta mayor actividad pues
al 0,04% produce la pérdida de la actividad de ambas enzimas y de la enterotoxicidad Esto es importante cuando
consideramos su potencial aplicación en alimentos y en la industria farmacéutica.
PALABRAS CLAVE: Clavo de olor. Canela. Tomillo. Staphylococcus aureus. Actividad enzimática. Enterotoxina.
ABSTRACT
Our aim was to investigate the effect of subinhibitory concentrations of clove, cinnamon, and thyme essential oils on
the growth of Staphylococcus aureus and its production of coagulase, thermonuclease and enterotoxin. Different concen-
trations of the essential oils were added to Brain Heart Infusion broth. The production of enterotoxin in the presence
or absence of essential oils was estimated using the ELISA technique. Our results indicate that a lower concentration
did not affect the growth S. aureus but reduced the production of metabolites. Thyme oil presents the most signifi cant
effect, inhibiting the activity of both enzymes and the production of enterotoxin with 0,04%. There is a renewed interest
in the potential application of these essential oils in the food and pharmaceutical industries to control staphylococcal
poisoning.
KEY WORDS: Clove. Cinnamon. Thyme. Staphylococcus aureus. Enzymatic activity. Enterotoxin.
Fecha de recepción: 09-05-07
Fecha aceptación: 28-06-07
INTRODUCCION INTRODUCTION
Las propiedades antimicrobianas de las es- The antimicrobial properties of herbs and spices
pecias son reconocidas desde la antigüedad. have been widely recognized for several thousand
Actualmente hay un mayor interés en el estudio years. There is at present a renewed interest in
de estos productos, en especial aceites esenciales, these products, in particular essential oils, both
1,2,3 1,2,3en la industria alimenticia y farmacéutica . in the food and pharmaceutical industries .
Además, diversos estudios examinaron el efec- Research described in literature also shows that
to de antimicrobianos de origen vegetal sobre essential oils have the ability to alter bacterial
enzimas extracelulares y factores de virulencia pathogenicity and specially toxin production. Tran-
Ars Pharm 2007; 48 (2): 175-185.NUÑEZ L, MORO A, D’AQUINO M176
4 4de Staphylococcus aureus. Tranter (1993) de- ter (1993) reported that a low concentration of
mostró que concentraciones bajas de oleuropina phenolic compounds of natural origin (oleuropein)
reducen la producción de enterotoxina tipo B; inhibited the production of enterotoxin B by S.
5El trabajo de González- Fandos y col. (1994) aureus S-6.The work of González-Fandos et al.
5demostraron la influencia del polvo de ajo en (1994) demonstrated the influence of garlic on
la producción de enterotoxina de Staphylococ- enterotoxin production by Staphylococcus aureus.
6,7,cus aureus. Nostro (2001) también evaluó la Assays indicated that subinhibitory concentration
actividad del extracto de Helichrysum italicum, of Helichrysum italicum extract also inhibited the
cuyos resultados indicaron que el mismo ejerce un enzymatic activity and production of enterotoxins
6,7efecto inhibitorio sobre enzimas como coagulasa, by S. aureus . Five plant essential oils —bay,
DNAsa, termonucleasa, y lipasa. Concentraciones clove, cinnamon, nutmeg, and thyme— signifi-
subinhibitorias de aceites esenciales como clavo, cantly reduced the production of listeriolysin O
8laurel, canela, nuez moscada y tomillo de reducen by Listeria monocytogenes .
significativamente la producción de listeriolisina Staphylococcus aureus is an extremely ver-
8O de Listeria monocytogenes . satile pathogen that causes a wide range of
El Staphylococcus aureus es un patógeno disease states including toxic shock syndrome,
extremadamente versátil que causa un gran nú- scalded skin syndrome and foodborne illness.
mero de enfermedades que incluyen el síndrome As is typical of gram-positive bacteria, its pa-
de show tóxico, síndrome de piel escaldada y thogenicity is multifactorial, depending largely
enfermedades alimentarias. La patogenicidad on a set of extracellular and cell wall-associated
de Staphylococcus aureus, como típica bacteria proteins(catalase, coagulase, themonuclease, hae-
9Gram- positiva, depende de un conjunto de pro- molysins, enterotoxins) . Many of these factors,
teínas asociadas a la pared celular y extracelulares including the exotoxins, are virulence factors that
(catalasa, coagulasa, termonucleasa, hemolisinas have been implicated both in human and animal
y enterotoxinas), por lo tanto, la patogenicidad diseases. Staphylococcal food poisoning ranks
9estafilocóccica es multifactorial .Muchos de estos worldwide as one of the most prevalent causes
factores, incluyendo las exotoxinas son factores of gastroenteritis. It results from ingestion of one
de virulencia que pueden producir enfermeda- or more preformed staphylococcal enterotoxins
des tanto en humanos como en animales. La in staphylococcus-contaminated food. The emetic
intoxicación estafilocóccica alimentaria es una response is dependent on activation of the me-
de las principales causas de gastroenteritis; la dullary emetic center of the brain. Their primary
cual se produce por la ingestión de una o más function in vivo may be to inhibit host immune
enterotoxinas (SEs) en alimentos contaminados response to S. aureus. Toxic shock syndrome
10con Staphylococcus aureus . La acción emética toxin-1 and the staphylococcal enterotoxins are
10se produce por activación del centro emético also known as pyrogenic toxin superantigens .
cerebral. Su función primaria in vivo es inhibir Coagulase binds with human prothrombin in
la respuesta inmune a S. aureus Las toxinas con 1:1 molar relation to form a complex named
actividad de superantígeno (SAg) comprenden las staphylothrombin, which can convert fibrinogen
enterotoxinas estafilocóccicas (SEs), TSS toxina-1 to fibrin. Thermostable nuclease hydrolyzes sin-
(TSST-1), estafilocóccicas (SEs), TSS toxina-1 gle or double stranded DNA and RNA at the 5’
(TSST-1). La coagulasa se une a la protrombina position of phosphodiester bonds by a calcium-
11humana en una relación molar 1:1 dando lugar a dependent mechanism .
la formación del complejo staphylothrombina, el This study investigated the ability of subinhibi-
cual convierte fibrinógeno en fibrina. La termo- tory concentration of three plant essential oils to
nucleasa (Tnasa) hidroliza las cadenas simple o decrease the production of coagulase, thermostable
doble de DNA y RNA en la posición 5’ de las nuclease and staphylococcal enterotoxins.
uniones fosfodiéster por un mecanismo depen-
11diente de calcio .
Este trabajo estudia el efecto de concentra-
ciones subinhibitorias de tres aceites esenciales
en la producción de coagulasa, termonucleasa y
enterotoxinas estafilococcicas.
Ars Pharm 2007; 48 (2): 175-185.ENTEROTOXINAS Y ENZIMAS ESTAFILOCOCCICAS EN PRESENCIA DE ACEITES ESENCIALES 177
STAPHYLOCOCCAL ENTEROTOXINS AND ENZYMES IN PRESENCE OF ESSENTIAL OILS
MATERIAL Y METODOS MATERIAL AND METHODS
Microorganismo S. aureus culture
Se trabajó con una cepa de Staphylococcus This study was performed on toxigenic S.
aureus toxigénico, aislada de un alimento. La aureus isolated from food. Stock cultures were
ocepa se mantuvo en estrías de agar Tripteína maintained on Tryptone Soya agar slopes a 4 C
oSoja a 4 C, y se repicó cada cuatro a seis se- and subcultured every 4-6 weeks. The working
manas. El microorganismo se sembró en caldo culture was obtained by inoculating Brain Heart
oCerebro Corazón (37°C-18h), luego de lo cual Infusion broth; it was incubated at 37 C for 18
se repicó en Agar Infusión Cerebro Corazón y hours and then replicated in Brain Heart Infusion
se incubó 18 h a 37°C. El inóculo se preparó agar in the same conditions. The inoculum was
suspendiendo el crecimiento bacteriano en agua prepared by susp