Investigation of antimicrobial effect of crude extract and three sub-fractions of Platychaete aucheri (Boiss.) Boiss against five standard microbial strains and clinical Escherichia coli isolates

Document Type: Original article

Authors

1 Faculty of Pharmacy, Pharmaceutical Sciences Branch, Islamic Azad University (IAUPS), Tehran, Iran;

2 Department of microbiology, Medical school, Shahid Beheshti University of Medical Sciences (SBMU) Tehran-Iran

Abstract

Background & Aim: Platychaete aucheri (Boiss.) Boissis one of the Persian endemic plants and it belongs to Asteraceae family. The present study was aimed to evaluate the antimicrobial activity of crude methanolic extract and three sub-fractions of the flowering aerial parts of Platychaete aucheri against some gram-positive and gram-negative standard bacteria, Candida albicans and clinical Escherichia coli isolated from urinary tract infections (UTIs) and burn wounds.
 Experimental: Total methanolic extract of P.aucheri was prepared by maceration method.Further chloroform, petroleum ether and aqueous fractions were obtained by using liquid-liquid extraction method. Antimicrobial effect examined by well diffusion and broth microdilution method based on the CLSI protocol. The standard tested microbial strains included Escherichia coli PTCC 1399, Pseudomonas aeruginosa PTCC 1430, Staphylococcus aureus PTCC1431, Bacillus cereus PTCC 1247 and Candida albicans PTCC 5027. Also, extract and fractions were tested against Escherichia coli isolates from urine samples and burn wounds of patients from Imam Khomeini and Shahid Motahari Hospitals of Tehran (Iran) during 2013 and 2014 respectively.
Results: Total extract and fractions had ability to prevent microbial growth. Total methanolic extract, chloroform and petroleum ether fractions demonstrated moderate antimicrobial activity against standard P.aeruginosa and E.coli with MIC values in the range of 35-42 mg/ml. MIC values against clinical isolates of E.coli were in the range of 60-72 mg/ml. The aqueous fraction showed lower antimicrobial activity in comparison to total extract and other fractions against standard and clinical isolates. Results confirmed that petroleum ether and chloroform fractions had relatively more anti bacterial activity than total methanolic extract and aqueous fraction.
Recommended applications/industries: Based on the non toxicity results in future studies, this plant can be used as a natural antibacterial source for therapeutic products to help UTIs and wounds treatment.

Keywords


Article Title [Persian]

بررسی خاصیت ضد میکروبی عصاره تام و سه فراکشن Platychaeteaucheri (Boiss.) Boiss علیه 5 سویه استاندارد میکروبی و سویه های بالینی اشریشیاکلی

Authors [Persian]

  • تینا ذبیحی نیک 1
  • مژده حاکمی-والا 2
  • فاطمه باقری بجستانی 1
1 Faculty of Pharmacy, Pharmaceutical Sciences Branch, Islamic Azad University (IAUPS), Tehran, Iran;
2 Department of microbiology, Medical school, Shahid Beheshti University of Medical Sciences (SBMU) Tehran-Iran
Abstract [Persian]

مقدمه و هدف:Platychaeteaucheri (Boiss.) Boiss  متعلق به خانوادهAsteraceae  بوده و یکی از گیاهان بومی ایران است. هدف از این مطالعه، بررسی خاصیت ضد میکروبی عصاره تام متانولی و سه فراکسیون حاصل از بخش هوایی گلدار Platychaete aicheri بر روی تعدادی باکتری گرم مثبت و گرم منفی استاندارد، مخمر کاندیدا آلبیکنس و همچنین نمونه‌های بالینی اشریشیاکلی جدا شده از عفونت ادراری و زخم سوختگی است.        
روش تحقیق: عصاره تام متانولی Platychaeteaucheri با روش خیساندن تهیه شد. سپس فراکسیون‌های کلروفرمی، اتردوپترولی و آبی با استفاده از روش استخراج مایع-مایع بدست آمدند. اثر ضد‌میکروبی با روش‌های انتشار در چاهک و براث میکرودایلوشن و بر اساس پروتکل CLSI مورد بررسی قرار گرفت. سویه‌های استاندارد مورد بررسی شامل: اشریشیاکلی (1399 PTCC)، سودوموناس آﺋروژینوزا (1430 PTCC)، استافیلوکوکوس ارﺋوس (1431 PTCC)، باسیلوس سرﺋوس (1247 PTCC) و کاندیدا آلبیکنس (5027 PTCC) بودند. همچنین عصاره و فراکسیون‌ها بر روی سویه‌های اشریشیاکلی‌ بالینی که از نمونه ادرار بیماران بیمارستان امام خمینی تهران که در سال 2013 و زخم‌های سوختگی بیماران بیمارستان شهید مطهری تهران که در سال 2014 جدا شده بودند نیز مورد بررسی قرار گرفتند.
نتایج و بحث: عصاره تام و فراکسیون‌های کلروفرمی و اتردوپترولی دارای خاصیت ضدمیکروبی متوسط بر روی سودوموناس آﺋروژینوزا و اشریشیاکلی استاندارد با محدوده MIC (mg/ml 42-35) بودند. دامنه MIC برای ایزوله‌های بالینی اشریشیاکلی در محدوده mg/ml 72-60 بود. فراکسیون آبی فعالیت ضدمیکروبی کمتری نسبت به عصاره تام و سایر فراکسیون‌ها بر روی نمونه‌های استاندارد و بالینی داشت. بر اساس یافته‌ها فراکسیون‌های اتردوپترولی و کلروفرمی اثر آنتی‌باکتریال بیشتری نسبت به عصاره تام متانولی و فراکسیون آبی داشتند.
پیشنهاد‌های کاربردی و صنعتی: بر اساس نتایج در صورت عدم سمیّت در مطالعات آتی، این گیاه می‌تواند به عنوان یک منبع آنتی‌باکتریال طبیعی در محصولاتی جهت کمک به درمان عفونت‌های مجرای ادراری و سوختگی مورد استفاده قرار گیرد.

Keywords [Persian]

  • Platychaeteaucheri
  • آزمون تعیین حساسیت میکروبی
  • زخم های سوختگی
  • عفونت های ادراری
Abdi, Sh., Ranjbar, R., HakemiVala, M., Jonaidi, N., BagheryBejestany, O., and Baghery Bejestany, F. 2014..  Frequency of bla TEM, bla SHV, bla CTX-M, and qnrA Among Escherichia coli Isolated From Urinary Tract Infection. Archives of Clinical Infectious Diseases. 9(1): e18690.

Aleksic, V., Knezevic, P. 2014. Antimicrobial and antioxidative activity of extracts and essential oils of Myrtuscommunis L. Microbiological Research.169: 240-254.

Asgarpanah, J., Dakhili, N., Mirzaee, F., Salehi, M., Janipour, M., and Rangriz, E. 2016. Seed oil chemical composition of Platychaete aucheri (Boiss.) Boiss. Pharmcognosy journal. 8(1): 42-43.

Bauer, A.W., Kirby, W.M., Sherris, J.C., Truck, M. 1966. Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. American journal of clinical pathology. 45(4):493-6.

Clinical and Laboratory Standard Institute, 2012. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria that Grow Aerobically; Approved standard-Ninth Edition. M07-09. Available on Internet at: https://www.researchgate.net/file.PostFileLoader.pdf

Hakemi- Vala, M., Makhmor, M., Kobarfar, F., Kamalinejad, M., Heidary, M., and Khoshnood, S., 2014.Investigation of antimicrobial Effect of Tribulusterrestris L. against some Gram Positive and Negative Bacteria and Candida spp. Novelty in Biomedicine. 2(3): 85-90.

Handa, S.S., Khanuja, S.P.S., Longo, G. 2008. Extraction Technologies for Medicinal and Aromatic Plants. ICS-UNIDO Press.Italy. pp. 210.

Javidnia, K., Miri, R., Nasiri, A., Soltanipoor, M. 2008. Essntial oil of Platychaeteaucheri from Iran.Chemistry of natural Compounds. 44(1): 114-115.

Levy, S.B. 2002. Factors impacting on the problem of antibiotic resistance.Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 49: 25-30.

Mozafarian, V.A.1996. A dictionary of Iranian plant names. Farhang Moaser Press. pp 419.

Rustayian, A., Habibi, Z., Zdero, C. 1990. Clerodane derivatives from Platychaete aucheri Phytochemistry. 29(3): 985-987.

Tabanca, N., Kirimer, N., Demirci, B., Demirci, F., Can Baser, K.H. 2001.Composition and Antimicrobial Activity of the Essential Oils of Micromeriacristata subsp. phrygia and the Enantiomeric Distribution of Borneol. Journal of Agricultural and Food chemistry. 49(9): 4300-4303.

Zargari, A. 1989. Medicinal plants. Tehran University Press. pp. 1-5.

Zarrin, P., Ghahramaninejad, F., Masoumi, A.A. 2010.Systematic species of Pulicaria Gaertn and Platychaete Boiss from Inuleaes.str.(Asteraceae) family in Iran. Taxonomy and Biosystematics. 2(1): 27-44.