ฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของสารสกัดชะเอมเทศต่อเชื้อ Staphylococcus aureus ที่เจริญแบบอิสระและแบบไบโอฟิล์ม

Antibacterial activities of licorice extract on biofilms and planktonic cells of Staphylococcus aureus

Abstract

        การวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาฤทธิ์ในการต้านเชื้อ Staphylococcus aureus (S. aureus) ที่เจริญแบบอิสระและแบบไบโอฟิล์มของสารสกัดชะเอมเทศในตัวทาละลายเอทานอล โดยศึกษาฤทธิ์ในการต้านเชื้อเบื้องต้นด้วยวิธี disc diffusion method จากนั้นหาค่าความเข้มข้นต่าสุดที่มีฤทธิ์ยับยั้ง (Minimal inhibitory concentration; MIC) และฆ่าเชื้อ (Minimal bactericidal concentration; MBC) S. aureus ที่เจริญแบบอิสระและแบบไบโอฟิล์มด้วยวิธี macrobroth dilution method เปรียบเทียบกับยาปฏิชีวนะ vancomycin ที่เป็นกลุ่มควบคุมบวก ผลการศึกษาพบว่าสารสกัดชะเอมเทศมีฤทธิ์ต้านเชื้อ S. aureus ที่ความเข้มข้น ≥ 0.78 มก./มล. เกิดโซนยับยั้ง (inhibition zone) เส้นผ่านศูนย์กลาง เฉลี่ย 6.15 ± 0.05 มม. ขณะที่ยา vancomycin ที่ความเข้มข้น 0.03 มก./มล. ทาให้เกิดโซนขนาด 10.43 ± 0.23 มม. ค่า MIC และ MBC ของสารสกัดชะเอมเทศต่อเชื้อ S. aureus ที่เจริญแบบอิสระเท่ากับ 0.78 มก./มล. และ 1.56 มก./มล. ตามลาดับ โดยที่สารสกัดชะเอมเทศที่ความเข้มข้น 2 เท่าของค่า MBC สามารถยับยั้งการเจริญของเชื้อได้ภายในระยะเวลา 30 นาที ในขณะที่ยา vancomycin ที่ความเข้มข้น 0.03 มก./มล. สามารถฆ่าเชื้อ S. aureus ที่เจริญแบบอิสระได้ทั้งหมด ค่า MIC ของสารสกัดชะเอมเทศที่สามารถยับยั้งการเจริญของ S. aureus แบบไบโอฟิล์ม คือ 0.78 มก./มล. ขึ้นไป การทดสอบการทาลายเชื้อ S. aureus ที่เจริญเป็นไบโอฟิล์มอายุ 24 ชั่วโมง พบว่า ทั้งสารสกัดชะเอมเทศและ vancomycin ไม่สามารถกาจัดเชื้อ S. aureus ในไบโอฟิล์มได้ทั้งหมด แต่สารสกัดที่ความเข้มข้น 50 มก./มล. ให้ผลที่เทียบเคียงได้กับใช้ยา vancomycin ที่ความเข้มข้น 0.03 มก./มล. ผลการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าสารสกัดชะเอมเทศมีประสิทธิภาพในการต้านเชื้อ S. aureus ทั้งที่เจริญแบบไบโอฟิล์มและแบบอิสระ แม้ว่าความเข้มข้นของสารสกัดชะเอมเทศที่ใช้ในการยับยั้งเชื้อที่เจริญแบบไบโอฟิล์มนั้นจะสูงแต่ประสิทธิภาพของสารสกัดต่อเชื้อที่สร้างไบโอฟิล์มสามารถนามาพัฒนาเพื่อใช้เป็นยาทางเลือกในอนาคตโดยเฉพาะคุณสมบัติในการยับยั้งเชื้อก่อโรคในกลุ่มที่สร้างไบโอฟิล์มได้

        The aim of this study was to determine the effects of licorice extract on growth of Staphylococcus aureus (S. aureus) in planktonic and biofilm forms. Licorice root was extracted by ethanol. Its antibacterial activities were tested against S. aureus using disc diffusion method. The minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC) of the extract were subsequently determined using macrobroth dilution method, comparing to vancomycin which was used as positive control. Results showed that licorice extract at concentration of ≥ 0.78 mg/ml indicated antibacterial activities with inhibitory zone of 6.15±0.05 mm in diameter, while inhibitory zone of vancomycin at 0.03 mg/ml was 10.43 ± 0.23 mm in diameter. The MIC and MBC for planktonic S. aureus were 0.78 and 1.56 mg/ml, respectively; whereas vancomycin at concentration of 0.03 mg/ml completely eradicated S. aureus in planktonic form. On study of killing time by licorice extract, 2 folds of MBC demonstrated ability to inhibit growth of S. aureus within 30 minutes. The extract at concentration of 0.78 mg/ml up also inhibited and eliminated growth of S. aureus in biofilm. Both licorice extract and vancomycin could not completely kill S. aureus in 24-hour established biofilm at any tested concentration; however, the extract at concentration of 50 mg/ml presented the inhibition results similar to 0.03 mg/ml of vancomycin. This study suggested that licorice extract has inhibition properties against growth of S. aureus in both biofilm and planktonic forms. Although, the higher concentration of the extract is needed to inhibit S. aureus biofilm, it presents the possibility to be developed as alternative medicine for inhibition of biofilm forming pathogens in the future.