Anacardium excelsum phytochemical analysis and in vitro antimicrobial activity against oral cavity microorganisms.

Infections of the oral cavity have a broad microbial etiological profile that varies according to each microenvironment in the mouth. Such infections often require antimicrobial treatment, which can lead to the development of resistance. There is thus a need to find new therapeutic strategies based on natural plant-derived compounds. The aim of this study was to determine the phytochemical nuclei and the antimicrobial effect of Anacardium excelsum leaf and stem extracts, and of fractions derived from the leaf extract, against Streptococcus mutans ATCC 25175, Staphylococcus aureus ATCC 35548, Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 19433 and Candida albicans ATCC 10231. The plant material was collected from the Quindío Botanical Garden (Calarcá, Quindío-Colombia), located at an altitude of 1500 meters above sea level. Hydroalcoholic extracts of A. excelsum leaves and stems, and fractions of the hydroalcoholic leaf extract, were obtained by percolation extraction. Phytochemical nuclei were identified by thin layer chromatography. The antimicrobial activity of the extracts and fractions (at concentrations of 2, 5, 10, 20 and 40 mg / ml) against the five ATCC reference strains was evaluated using the well diffusion technique on Mueller-Hinton agar. The leaf extract showed no antimicrobial activity against E. coli, but it did show antimicrobial activity against S. mutans, S. aureus, E. faecalis and C. albicans, at a concentration of 10 mg/ml, with zones of inhibition of 9 to 11 mm. The ethyl acetate and acetone fractions obtained from A. excelsum leaf extract had greatest antimicrobial activity at 10 mg/ml. In conclusion, (1) the A. excelsum leaf extract, and the ethyl acetate and acetone fractions obtained from the leaf extract, had the greatest antimicrobial activity on all the study microorganisms, and (2) the phytochemical nuclei in the fractions (ethyl acetate and acetone) were found to contain phenolic-type compounds, tannins, triterpene-type terpenes and steroidal-type terpenes, which might explain the antimicrobial activity observed.

Las infecciones de la cavidad bucal se caracterizan por presentar un amplio perfil etiológico microbiano que varía de acuerdo a cada microambiente en boca. En muchos casos estas infecciones requieren tratamiento antimicrobiano que puede conducir al desarrollo de resistencia. Estos hechos en conjunto generan la necesidad de buscar nuevas estrategias terapéuticas, provenientes de compuestos naturales derivados de plantas. El objetivo de este estudio fue determinar los núcleos fitoquímicos y el efecto antimicrobiano de extractos de hojas y tallos, y de fracciones derivadas del extracto de hojas de Anacardium excelsum contra Streptococcus mutans ATCC 25175, Staphylococcus aureus ATCC 35548, Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 19433 y Candida albicans ATCC 10231. El material vegetal se colectó del Jardín Botánico del Quindío (Calarcá, Quindío-Colombia), situado a una altura de 1500 msnm. Se obtuvieron extractos hidroalcohólicos de hojas y tallos, y fracciones a partir del extracto hidroalcohólico de hojas de A. excelsum mediante extracción por percolación. La identificación de los núcleos fitoquímicos fue realizado por cromatografía en capa delgada. La evaluación de la actividad antimicrobiana de extractos y fracciones, en concentraciones de 2, 5, 10, 20 y 40 mg/ml, frente a las 5 cepas de referencia ATCC, se realizó mediante la técnica de difusión con aplicación en pozo sobre agar Mueller-Hinton. El extracto de hojas no presentó actividad antimicrobiana sobre E. coli pero si sobre S. mutans, S. aureus, E. faecalis y C. albicans, en una concentración de 10 mg/ml, con halos de inhibición desde 9 a 11 mm, y las fracciones de acetato de etilo y acetona obtenidas del extracto de hojas de A. excelsum, presentaron mayor actividad antimicrobiana en una concentración de 10 mg/ml. En conclusión, 1. El extracto de hojas y las fracciones de acetato de etilo y acetona obtenidas del extracto de hojas de A. excelsum presentaron mayor actividad antimicrobiana sobre todos los microorganismos en estudio; 2. La evaluación de los núcleos fitoquímicos en las fracciones acetato de etilo y de acetona mostraron compuestos de tipo fenólico, taninos, terpenos del tipo triterpenos y terpenos del tipo esteroidal, que posiblemente expliquen la actividad antimicrobiana obtenida.

Anacardium excelsum phytochemical analysis and in vitro antimicrobial activity against oral cavity microorganisms / Análisis fitoquímico y actividad antimicrobiana in vitro de Anacardium excelsum sobre microorganismos de cavidad bucal

ABSTRACT Infections of the oral cavity have a broad microbial etiological profile that varies according to each microenvironment in the mouth. Such infections often require antimicrobial treatment, which can lead to the development of resistance. There is thus a need to find new therapeutic strategies based on natural plant-derived compounds. The aim of this study was to determine the phytochemical nuclei and the antimicrobial effect of Anacardium excelsum leaf and stem extracts, and of fractions derived from the leaf extract, against Streptococcus mutans ATCC 25175, Staphylococcus aureus ATCC 35548, Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 19433 and Candida albicans ATCC 10231. The plant material was collected from the Quindío Botanical Garden (Calarcá, Quindío-Colombia), located at an altitude of 1500 meters above sea level. Hydroalcoholic extracts of A. excelsum leaves and stems, and fractions of the hydroalcoholic leaf extract, were obtained by percolation extraction. Phytochemical nuclei were identified by thin layer chromatography. The antimicrobial activity of the extracts and fractions (at concentrations of 2, 5, 10, 20 and 40 mg / ml) against the five ATCC reference strains was evaluated using the well diffusion technique on Mueller-Hinton agar. The leaf extract showed no antimicrobial activity against E. coli, but it did show antimicrobial activity against S. mutans, S. aureus, E. faecalis and C. albicans, at a concentration of 10 mg/ml, with zones of inhibition of 9 to 11 mm. The ethyl acetate and acetone fractions obtained from A. excelsum leaf extract had greatest antimicrobial activity at 10 mg/ml. In conclusion, (1) the A. excelsum leaf extract, and the ethyl acetate and acetone fractions obtained from the leaf extract, had the greatest antimicrobial activity on all the study microorganisms, and (2) the phytochemical nuclei in the fractions (ethyl acetate and acetone) were found to contain phenolic-type compounds, tannins, triterpene-type terpenes and steroidal-type terpenes, which might explain the antimicrobial activity observed.

RESUMEN Las infecciones de la cavidad bucal se caracterizan por presentar un amplio perfil etiológico microbiano que varía de acuerdo a cada microambiente en boca. En muchos casos estas infecciones requieren tratamiento antimicrobiano que puede conducir al desarrollo de resistencia. Estos hechos en conjunto generan la necesidad de buscar nuevas estrategias terapéuticas, provenientes de compuestos naturales derivados de plantas. El objetivo de este estudio fue determinar los núcleos fitoquímicos y el efecto antimicrobiano de extractos de hojas y tallos, y de fracciones derivadas del extracto de hojas de Anacardium excelsum contra Streptococcus mutans ATCC 25175, Staphylococcus aureus ATCC 35548, Escherichia coli ATCC 25922, Enterococcus faecalis ATCC 19433 y Candida albicans ATCC 10231. El material vegetal se colectó del Jardín Botánico del Quindío (Calarcá, Quindío-Colombia), situado a una altura de 1500 msnm. Se obtuvieron extractos hidroalcohólicos de hojas y tallos, y fracciones a partir del extracto hidroalcohólico de hojas de A. excelsum mediante extracción por percolación. La identificación de los núcleos fitoquímicos fue realizado por cromatografía en capa delgada. La evaluación de la actividad antimicrobiana de extractos y fracciones, en concentraciones de 2, 5, 10, 20 y 40 mg/ml, frente a las 5 cepas de referencia ATCC, se realizó mediante la técnica de difusión con aplicación en pozo sobre agar Mueller-Hinton. El extracto de hojas no presentó actividad antimicrobiana sobre E. coli pero si sobre S. mutans, S. aureus, E. faecalis y C. albicans, en una concentración de 10 mg/ml, con halos de inhibición desde 9 a 11 mm, y las fracciones de acetato de etilo y acetona obtenidas del extracto de hojas de A. excelsum, presentaron mayor actividad antimicrobiana en una concentración de 10 mg/ml. En conclusión, 1. El extracto de hojas y las fracciones de acetato de etilo y acetona obtenidas del extracto de hojas de A. excelsum presentaron mayor actividad antimicrobiana sobre todos los microorganismos en estudio; 2. La evaluación de los núcleos fitoquímicos en las fracciones acetato de etilo y de acetona mostraron compuestos de tipo fenólico, taninos, terpenos del tipo triterpenos y terpenos del tipo esteroidal, que posiblemente expliquen la actividad antimicrobiana obtenida.

Design of a molecular method for subspecies specific identification of Klebsiella pneumoniae by using the 16S ribosomal subunit gene / Diseño de un método molecular para la identificación específica de Klebsiella pneumoniae a nivel de subespecie, usando el gen que codifica para la subunidad ribosomal 16S

Introduction: Rhinoscleroma is caused by Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis and the ozena infections caused by K. pneumoniae subsp. ozaenae, both infections affect the upper respiratory tract. In the first clinical phases the symptoms are unspecific, and the disease can be misdiagnosed as a common cold, therefore antimicrobial therapy cannot reach effective results and patients must be following up for several years since the infection became chronic. Objective: To identify Klebsiella subspecies using a specific assay based on amplicons restriction of a gene which encodes 16S subunit ribosomal (rDNA16S). Methodology: Specific restriction patterns were generated; using reported sequences from rDNA16S gene and bioinformatics programs MACAW, PFE, GENEDOC and GENE RUNNER. Amplification and restriction assays were standardized. Results: Predictions in silico allowed us to propose an algorithm for Klebsiella species and subspecies identification. Two reference strains were included and two clinical isolates which were biotyped and identified by the proposed method. rDNA16S gene restriction patterns showed differences regarding the initially identified species for conventional methods. Additionally two patterns of bands were observed for K. pneumoniae subsp. rhinoscleromatis, indicating the polymorphisms presence in the rDNA16S gene. Conclusions: We confirmed the difficulty to identify K. pneumoniae subspecies by conventional methods. Implementation of this technique could allow accurate and rapid differentiation among K. pneumoniae subsp. ozaenae and K. pneumoniae subsp. rhinoscleromatis the aetiological agents of two frequently misdiagnosed infections. Antimicrobial therapy usually could be ineffective, especially in chronic patients. Finally we consider very important to enlarge the study by using more clinical and reference strains.

Introducción: El rinoescleroma es causado por Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis y la ocena por K. pneumoniae subsp. ozaenae, respectivamente. Estas infecciones se presentan sobre todo en el tracto respiratorio superior y originan una sintomatología inespecífica en sus fases iniciales por lo cual se pueden confundir con el catarro común. Las dificultades para establecer un diagnóstico oportuno tienen repercusiones negativas en la terapia antimicrobiana, que puede no ser efectiva y hacer que la enfermedad evolucione a una fase crónica cuyo seguimiento en el paciente puede necesitar muchos años. Objetivo: Diseñar un ensayo molecular para la identificación a nivel de subespecie de bacterias del género Klebsiella basado en restricción de amplicones del gen que codifica para la subunidad ribosomal 16S (ADNr 16S). Metodología: Se generaron patrones de restricción específicos, con secuencias informadas del gen ADNr 16S y los programas bioinformáticos MACAW, PFE, GENEDOC y GENE RUNNER. Se estandarizaron las condiciones para la amplificación y restricción del ensayo experimental.Resultados: Las predicciones in silico permitieron proponer un algoritmo para identificar a nivel de especie y subespecie los miembros del género Klebsiella. Se incluyeron dos cepas de referencia y dos aislamientos clínicos, que fueron biotipificados e identificados por el método propuesto; los patrones de restricción obtenidos del gen ADNr 16S evidenciaron diferencias respecto a la especie inicialmente identificada por métodos convencionales. Además, se encontraron dos patrones de bandas en K. pneumoniae. rhinoscleromatis, que indican la presencia de polimorfismos en el gen ADNr 16S para esta subespecie.

Design of a molecular method for subspecies specific identification of Klebsiella pneumoniae by using the 16S ribosomal subunit gene / Diseño de un método molecular para la identificación específica de Klebsiella pneumoniae a nivel de subespecie, usando el gen que codifica para la subunidad ribosomal 16S

Introduction: Rhinoscleroma is caused by Klebsiella pneumoniae rhinoscleromatis and the ozena infections caused by K. pneumoniae ozaenae, both infections affect the upper respiratory tract. In the first clinical phases the symptoms are unspecific, and the disease can be misdiagnosed as a common cold, therefore antimicrobial therapy cannot reach effective results and patients must be following up for several years since the infection became chronic. Objective: To identify Klebsiella subspecies using a specific assay based on amplicons restriction of a gene which encodes 16S subunit ribosomal (rDNA16S). Methodology: Specific restriction patterns were generated; using reported sequences from rDNA16S gene and bioinformatics programs MACAW, PFE, GENEDOC and GENE RUNNER. Amplification and restriction assays were standardized. Results: Predictions in silico allowed to propose an algorithm for Klebsiella species and subspecies identification. Two reference strains were included and two clinical isolates which were biotyped and identified by the proposed method. rDNA16S gene restriction patterns showed differences regarding the initially identified species for conventional methods. Additionally two patterns of bands were observed for K. pneumoniae rhinoscleromatis, indicating the polymorphisms presence in the rDNA16S gene. Conclusions: It was confirmed the difficulty to identify K. pneumoniae subspecies by conventional methods. Implementation of this technique could allow an accurate and rapid differentiation among K. pneumoniae ozaenae and K. pneumoniae rhinoscleromatis aetiological agents of two frequently misdiagnosed infections. Antimicrobial therapy usually could be ineffective, especially in chronic patients. Finally it is considered very important to enlarge the study by using more clinical and reference strains.

Introducción: El rinoescleroma es causado por Klebsiella pneumoniae rhinoscleromatis y la ocena por Klebsiella pneumoniae ozaenae respectivamente. Estas infecciones se presentan sobre todo en el tracto respiratorio superior y tienen una sintomatología inespecífica en sus fases iniciales por lo cual se pueden confundir con el catarro común. Las dificultades de establecer un diagnóstico oportuno tienen repercusiones negativas en la terapia antimicrobiana, porque puede no ser efectiva y hacer que la enfermedad evolucione a una fase crónica cuyo seguimiento puede implicar muchos años. Objetivo: Diseñar un ensayo molecular para la identificación a nivel de subespecie de bacterias del género Klebsiella basado en restricción de amplicones del gen que codifica para la subunidad ribosomal 16S (ADNr 16S).Metodología: Se generaron patrones de restricción específicos, utilizando secuencias informadas del gen ADNr 16S y los programas bioinformáticos MACAW, PFE, GENEDOC y GENE RUNNER. Se estandarizaron las condiciones para la amplificación y restricción para el ensayo experimental.Resultados: Las predicciones in silico permitieron proponer un algoritmo para la identificación a nivel de especie y subespecie de las especies del género Klebsiella. Se incluyeron dos cepas de referencia y dos aislados clínicos, que se biotipificaron e identificaron por el método propuesto; los patrones de restricción obtenidos del gen ADNr 16S evidenciaron diferencias con respecto a la especie inicialmente identificada por métodos convencionales. Además se encontraron dos patrones de bandas en Klebsiella pneumoniae rhinoscleromatis, indicando la presencia de polimorfismos en el gen ADNr 16S para esta subespecie. Conclusiones: Se confirmó la dificultad para identificar Klebsiella pneumoniae a nivel de subespecie por métodos convencionales.

[Detecting active tuberculosis in Calarcá-Quindío, Colombia , during 2005]. / Búsqueda Activa de Individuos con Tuberculosis Pulmonar y Extrapulmonar en Calarcá-Quindío, Colombia-2005.

OBJECTIVE: Describing socio-demographic characteristics in a population of 195 respiratory symptomatic and 18 tuberculosis patients from Calarcá-Quindío, Colombia during 2005. METHODS: An active search for individuals having symptomatic tuberculosis was carried out in three urban areas, Calarca's municipal prison and the San Juan de Dios teaching hospital. Prior to entering the study, the patients were required to fill out an application form and sign an informed consent form. Sputum samples were taken from each patient for bacilloscopy and culture in Ogawa-Kudoh medium. Phenotypic and genotypic identification were made when growth was observed by using conventional and molecular methods. RESULTS: 18 (9 ,2 %) out of 195 individuals having respiratory symptoms were diagnosed as having tuberculosis. 78 % were male and 22 % female; the average age was 40 for both genders. 174 sputum, 21 bronchial lavage, one urine, one cervical ganglia and pleural liquid sample were analysed; 77 % proved positive by direct smear test and culture, 16,7 % by culture and only 5,5 % by direct smear test. Bacilloscopy average per patient was 2 ,3 . The presence of H1, T1, H3 and LAM9 genotypes was demonstrated by using the spoligotyping test. CONCLUSIONS: The results confirmed the importance of using both direct smear test and/or culture for improving the early detection of pulmonary tuberculosis, its follow-up and control. The existence of four different Mycobacterium tuberculosis genotypes in Calarcá was established .

Búsqueda activa de individuos con tuberculosis pulmonar y extrapulmonar en Calarcá-Quindío, Colombia-2005 / Detecting active tuberculosis in Calarcá-Quindío, Colombia, during 2005

Objetivo Describir características socio demográficas en una muestra de 195 pacientes sintomáticos respiratorios y 18 pacientes tuberculosos de Calarcá - Quindío, Colombia en el 2005. Metodología Se realizó búsqueda activa de tuberculosos en tres zonas urbanas, la cárcel del municipio de Calarcá y el Hospital Universitario San Juan de Dios. Previo ingreso al estudio los pacientes diligenciaron una encuesta y un consentimiento informado. A cada paciente se le tomaron muestras de esputo para baciloscopia y cultivo en medio de Ogawa-Kudoh. Cuando se observó crecimiento se realizó identificación fenotípica por pruebas bioquímicas y genotipificación por spoligotyping. Resultados Se identificaron 195 pacientes sintomáticos respiratorios y 18 (9,2 por ciento) pacientes tuberculosos, de ellos el 78 por ciento corresponde al género masculino y 22 por ciento al femenino con una edad promedio para ambos sexos de 40 años. Se procesaron un total de 174 muestras de esputo, 21 lavados bronco alveolares, una muestra de orina, una muestra de ganglio cervical y un liquido pleural. El 77 por ciento de las muestras analizadas fueron positivos por examen directo y cultivo, 16,7 por ciento por cultivo y el 5,5 por ciento por baciloscopia únicamente. El promedio de baciloscopias por paciente fue 2,3. La prueba de spoligotyping realizada evidenció la presencia de los genotipos H1, T1, H3 y LAM9. Conclusión Los resultados obtenidos demuestran la importancia de realizar simultáneamente baciloscopia y cultivo para aumentar la detección de pacientes bacilíferos sintomáticos respiratorios, al igual que en el seguimiento y control de estos pacientes. Se demostró la presencia de cuatro genotipos diferentes de Mycobacterium tuberculosis en Calarcá.

Objective Describing socio-demographic characteristics in a population of 195 respiratory symptomatic and 18 tuberculosis patients from Calarcá-Quindío, Colombia during 2005. Methods An active search for individuals having symptomatic tuberculosis was carried out in three urban areas, Calarca's municipal prison and the San Juan de Dios teaching hospital. Prior to entering the study, the patients were required to fill out an application form and sign an informed consent form. Sputum samples were taken from each patient for bacilloscopy and culture in Ogawa-Kudoh medium. Phenotypic and genotypic identification were made when growth was observed by using conventional and molecular methods. Results 18 (9 ,2 percent) out of 195 individuals having respiratory symptoms were diagnosed as having tuberculosis. 78 percent were male and 22 percent female; the average age was 40 for both genders. 174 sputum, 21 bronchial lavage, one urine, one cervical ganglia and pleural liquid sample were analysed; 77 percent proved positive by direct smear test and culture, 16,7 percent by culture and only 5,5 percent by direct smear test. Bacilloscopy average per patient was 2 ,3 . The presence of H1, T1, H3 and LAM9 genotypes was demonstrated by using the spoligotyping test. Conclusions The results confirmed the importance of using both direct smear test and/or culture for improving the early detection of pulmonary tuberculosis, its follow-up and control. The existence of four different Mycobacterium tuberculosis genotypes in Calarcá was established.