Antibacterial and anti-biofilm potential of Plectranthus amboinicus (Lour) Spreng essential oil and Carvacrol against Staphylococcus aureus and Escherichia coli / Potencial antibacteriano e anti-biofilme do óleo essencial de Plectranthus amboinicus (Lour) Spreng e carvacrol frente a Staphylococcus aureus e Escherichia coli

ABSTRACT

Introduction: Staphylococcus aureus and Escherichia coli are pathogens that cause chronic infections due to antibiotic resistance mechanisms and their ability to adhere to surfaces and to form biofilms. The search for new agents from natural resources to counter microbial biofilms is an urgent priority in healthcare. Objetive chemical composition, antibacterial and anti-biofilm activity of Plectranthus amboinicus essential oil (PAEO) and carvacrol were investigated against E. coli and S. aureus. Methodology: PAEO was chemically analyzed using gas chromatography coupled to a mass spectrometer. Antimicrobial activity was assessed by the disc diffusion method and broth microdilution method to determine minimum inhibitory concentrations (MICs). Antibiofilm activity was investigated using 96-well plates with a crystal violet assay. Results: carvacrol (85.25%) was the major component of PAEO. The disc diffusion test confirmed the ability of PAEO and carvacrol in inhibiting bacteria in their planktonic form. The MICs of PAEO against S. aureus and E. coli were 0.31 and 1.25%, respectively, with bactericidal effect. Carvacrol demonstrated a significant antibacterial property (MIC = 0.31%), exhibiting bacteriostatic effects against S. aureus and bactericidal effects against E. coli. Carvacrol considerably inhibited E. coli biofilm formations (58.9%). Moreover, carvacrol inactivated the mature biofilms. Conclusion: the data obtained are promising, and facilitates the development of new therapeutic alternatives. These results indicate the potential of carvacrol in treating diseases caused by E. coli and S. aureus

RESUMO

Introdução: Escherichia coli e Staphylococcus aureus são patógenos que podem causar infecções persistentes devido aos mecanismos de resistência e à sua capacidade de aderir e formar biofilme. A busca por novos agentes a partir de recursos naturais para combater o biofilme é uma prioridade na área da saúde. Objetivo: a composição química, a atividade antibacteriana e anti-biofilme do óleo essencial de Plectranthus amboinicus (PAEO) e do carvacrol foram investigadas frente a S. aureus e E. coli. Metodologia: a análise química do PAEO foi realizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa. A atividade antimicrobiana foi avaliada por difusão em disco e microdiluição em caldo para determinar as concentrações inibitórias mínimas (CIMs). As atividades do anti-biofilme foram investigadas usando placas de 96 poços pelo ensaio de cristal violeta. Resultados: o carvacrol (85,25%) foi o principal componente do PAEO. A capacidade do PAEO e do carvacrol para inibir bactérias planctônica foi confirmada por difusão em disco. A CIM do PAEO para S. aureus e E. coli foi de 0,31 e 1,25%, respectivamente, com efeito bactericida. O carvacrol demonstrou uma propriedade antibacteriana significativa (CIM=0,31%), exibindo efeito bacteriostático frente a S. aureus e efeito bactericida para E. coli. O carvacrol inibiu significativamente a formação de biofilme de E. coli (58,9%) e promoveu a desestabilização do biofilme maduro. Conclusão: os dados obtidos são promissores, possibilitando o desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas e revelam a potencialidade do carvacrol como fonte para o tratamento de doenças causadas por E. coli e S. aureus.