Origanum minutiflorum as a potential therapy for the eradication of Helicobacter Pylori

Abstract

Helicobacter pylori dünya nüfusunun yarısından fazlasının midesinde kolonize olmuş olan gram negatif, spiral şekilli, mikroarofilik bir bakteridir. H. pylori enfeksiyonu peptik ülser, gastrit ve mide kanseri patogenezinde önemli rol oynar. H. pylori enfeksiyonunun tedavisinde proton pompası inhibitörü ve antibiyotik kombinasyonundan oluşan tedavi uygulanır. Bu çalışmada Sibirya ginsengi (Eleutherococcus senticosus), Karayılan otu (Cimicifuga racemosa), Kırmızı yonca (Trifolium pratense), Süt devedikeni (Silybum marianum) ve Türk endemik bitkisi Origanum minutiflorum?un çeşitli ekstratları (metanol, etanol, su, esansiyel yağlar) H. pylori?nin yok edilmesi için kullanılmıştır. Origanum minutiflorum?un metanol, etanol, su ve esansiyel yağ ekstraktları sokslet ve klevenger cihazları ile elde edilmiştir. Antimikrobiyal aktivite ve minimum öldürücü konsantrasyonu (MBC) CLSI protokolüne göre belirlenmiştir. Güçlü antimikrobiyal aktive gösteren bitki ekstralarının kimyasal kompozisyonu GC-MS ile analiz edilmiştir. Seçilen ektraktların hücre canlılığına olan etkisi AGS hücre hattı üzerinde 24, 48 ve 72 saatte WST-1 ile test edilmiştir. O. minutiflorum esansiyel yağının (1/20,000 ve 1/40,000 dilüsyonlarında), H. pylori?nin kültür hücrelerine adhezyonu ve invazyonuna etkisi standart gentamisin deneyi kullanılarak tespit edilmiştir. O. minutiflorum esansiyel yağının H. pylori ve H. pylori ile enfekte olmuş hücrelere olan etkisi SEM (taramalı elektron mikroskobu) ile gözlemlenmiştir. Deney ortamında yapılan çalışmaların sonuçları, diğer bitki ektraktları ile karşılaştırıldığında H. pylori?ye karşı en güçlü antimikrobiyal etkiye O. minutiflorum esansiyel yağının sahip olduğunu göstermiştir (ZI=?90mm). Esansiyal yağın başlıca bileşeni karvakrol (29.22 %) olarak tespit edilmiştir. Esansiyel yağın MBC konsantrasyonu 46 µg/ml (1/20,000 (v/v) dilusyona eşit) olarak tespit edilmiştir. MBC değeri AGS hücreleri üzerinde herhangi bir sitotoksik etki göstermemiş ve H. pylori?nin AGS hücrelerine adhezyonunda ve invezyonunda % 80?den fazla azalmaya sebep olmuştur.Bu çalışmanın bulguları H. pylori enfeksiyonunun tedavisinde O. minutiflorum esansiyel yağının antibiyotik tedavisine alternatif olarak gelecekte kullanılabilineceğini göstermektedir.

Helicobacter pylori is a gram negative, spiral shaped, microaerophilic bacterium which colonizes the human stomach of more than half of the world?s population. H. pylori infection plays a crucial role in the pathogenesis of peptic ulcer, gastritis, and gastric cancer. Infection of H. pylori treatment consists of a proton pump inhibitor (PPI) with a combination of antibiotics. This study aims to investigate the potential use of commercial extracts of Siberian ginseng (Eleutherococcus senticosus), Black cohosh (Cimicifuga racemosa), Red clover (Trifolium pratense), Milk thistle (Silybum marianum) and various extracts (methanol, ethanol, aqueous, essential oil) of a Turkish endemic plant Origanum minutiflorum for the eradication of H. pylori. Methanol, ethanol, aqueous and essential oil (EO) extracts of O. minutiflorum were collected via soxhlet extractor and clevenger apparatus. The anti-bacterial activity (agar well diffusion method) and the minimum bactericidal concentration (MBC) of all extracts were determined according to CLSI protocols. The chemical composition of the extract showing the strongest antimicrobial activity was determined via gas chromotography mass spectrom (GC-MS). The cell viability effects of the chosen extract were determined on AGS (human adenocarcinoma) cell line by WST-1 assay for 24, 48, and 72 hours. H. pylori adhesion and invasion of cultured cells was carried out using a standard gentamicin assay at 1/20,000- 1/40,000 (v/v) dilutions of O. minutiflorum EO. Examination of effect of O. minutiflorum EO on H. pylori and H. pylori infected cells were done by scanning electron microscopy (SEM). The results of in vitro studies indicated that the EO extract of O. minutiflorum (92 µg/ml) displayed the strongest antimicrobial effect against H. pylori (ZI= ?90) in comparison to all other plant extracts. The major compound of the EO was determined as carvacrol (29.22 %). The MBC was observed at a concentration of 46 µg/ml (equal to 1/20,000 (v/v) dilution) EO. The MBC value of EO did not show any cytotoxic effect against AGS cells and exhibited a reduction of more than 80 % H. pylori adhered or invaded AGS cells. The findings of this study show the potential future use of O. minutiflorum EO as an alternative therapy to antibiotics for treatment of H. pylori infections.