Nanoemulsification Promotes Antibacterial Activity of Selected Essential Oils Against Multidrug-Resistant Staphylococcus aureus Biofilms In Vitro.

چکیده اصلی

Essential oils (EOs) are unique materials with healing powers that have been extensively reported. Yet their full antimicrobial potential is still underexplored due to their complex molecular properties, high viscosity, and low solubility, which limit their wide pharmaceutical application. In this study, we report the formulation of water-soluble nanoemulsions (NEs) of three EOs, namely, Artemisia vulgaris, Rhododendron anthopogon, and Eremophila mitchellii. The prepared NEs had an average particle diameter between 190 and 230 nm and remained physically stable at 4°C for up to 6 months. Most importantly, the fabricated NEs enhanced the antibacterial activity of the EOs against a multidrug-resistant Staphylococcus aureus clinical isolate by eightfold, with the EO having a median minimum inhibitory concentration (MIC) of 64 mg/mL, whilst the NEs had a median value of 8 mg/mL. Moreover, the NEs reduced the biofilm viability by up to > 6 log10 compared with the control groups. Among the tested EOs, E. mitchelli showed the strongest antibacterial activity, with MIC values of 16 and < 0.125 mg/mL for the EO and NE, respectively. In addition, E. mitchellii NE nearly eradicated S. aureus biofilms at 10 mg/mL across all strains. Safety studies against human foreskin fibroblasts indicated a harmless effect of the excipients used in the fabrication process, where the viability of cells exposed to the NEs of E. mitchellii and A. vulgaris was > 70% and 90%, respectively. These findings highlight the successful fabrication of EO-based NEs with potent antibacterial activity against multidrug-resistant S. aureus clinical isolates in vitro.

ترجمه فارسی چکیده

روغن‌های اساسی (EOs) مواد منحصر‌به‌فردی با قدرت درمانی هستند که extensively گزارش شده‌اند. با این حال، پتانسیل ضد میکروبی کامل آنها هنوز به طور گسترده بررسی نشده است به دلیل خواص مولکولی پیچیده، ویسکوزیته بالا و حل‌پذیری کم که کاربرد دارویی وسیع آنها را محدود می‌کند. در این مطالعه، ما فرمولاسیون نانوامولسیفیکاسیون‌های (NEs) آب‌دوست سه EO، یعنی Artemisia vulgaris، Rhododendron anthopogon و Eremophila mitchellii را گزارش می‌کنیم. NEهای آماده دارای قطر ذره میانگین بین 190 و 230 نانومتر بودند و تا ۶ ماه در ۴ درجه سانتی‌گراد پایداری فیزیکی داشتند. مهم‌تر از همه، NEهای ساخته شده فعالیت ضد میکروبی EOs را در برابر ایزولات بالینی استافیلوکوکوس آوئریس مقاوم به داروهای متعدد ۸ برابر تقویت کردند، در حالی که EO دارای غلظت حداقل مهارکننده (MIC) میانی ۶۴ میلی‌گرم/میلی‌لیتر بود، در حالی که NEها مقدار میانی ۸ میلی‌گرم/میلی‌لیتر داشتند. علاوه بر این، NEها باگشت‌پذیری بیوفیلم را تا > ۶ لگاریتم ۱۰ نسبت به گروه‌های کنترل کاهش دادند. از بین EOهای تست شده، E. mitchelli قوی‌ترین فعالیت ضد میکروبی را نشان داد، با مقادیر MIC ۱۶ و < ۰.۱۲۵ میلی‌گرم/میلی‌لیتر برای EO و NE به ترتیب. علاوه بر این، NE E. mitchelli تقریباً بیوفیلم‌های S. aureus را در ۱۰ میلی‌گرم/میلی‌لیتر در تمام استرین‌ها نابود کرد. مطالعات ایمنی در برابر فیبروبلاست‌های پوست پیشانی انسان نشان داد که عوامل حاوی در فرآیند ساخت، اثر مسمومیت‌آوری ندارند، جایی که باگشت‌پذیری سلول‌های در معرض NEهای E. mitchelli و A. vulgaris به ترتیب > ۷۰٪ و ۹۰٪ بود. این یافته‌ها اثربخشی موفقیت‌آمیز NEهای مبتنی بر EO با فعالیت ضد میکروبی قوی در برابر ایزولات‌های بالینی S. aureus مقاوم به داروهای متعدد در آزمایشگاه را برجسته می‌سازد.

متن کامل اصلی