In vitro efficacy of the essential oil from Leptospermum scoparium (manuka) on antimicrobial susceptibility and biofilm formation in Staphylococcus pseudintermedius isolates from dogs

Authors


  • C.-Y.S. and E.-H.N. contributed equally to this work.
  • Sources of Funding: This study was self-funded.
  • Conflict of Interest: No conflicts of interest have been declared.

Correspondence: Cheol-Yong Hwang, The Research Institute for Veterinary Science, College of Veterinary Medicine, Seoul National University, Seoul, 151-742, Korea. E-mail: cyhwang@snu.ac.kr

Abstract

Background

Staphylococcus pseudintermedius is a common pathogen of skin and ear infections in dogs. The widespread and rapid emergence of meticillin-resistant S. pseudintermedius (MRSP) has created therapeutic challenges in veterinary medicine and the need for alternative treatments.

Hypothesis/Objectives

We aimed to evaluate the in vitro antimicrobial activity of the essential oil manuka (Leptospermum scoparium) against S. pseudintermedius.

Methods

This study was performed using S. pseudintermedius strains isolated from dogs with skin and ear infections collected throughout Korea between 2009 and 2011. The in vitro antimicrobial activity of manuka oil against 39 MRSP and 11 meticillin-susceptible S. pseudintermedius (MSSP) strains was analysed by measuring minimal inhibitory concentrations (MICs) using the agar dilution method and biofilm inhibition activity as assessed by the colorimetric microtitre plate assay.

Results

Our results indicated that manuka oil had excellent activity against all bacterial isolates. The MICs for MRSP and MSSP to manuka oil were in the range of 2−9 to 2−6 and 2−9 to 2−7% (v/v), respectively. Manuka oil was a potent inhibitor of S. pseudintermedius biofilm formation, and the majority of bacteria decreased by >50%. No significant differences were observed in the MICs or biofilm formation between the MRSP and MSSP strains.

Conclusions and clinical importance

These results suggest that manuka oil has the potential to be a useful therapeutic option for treating superficial infections caused by MRSP and MSSP; further clinical investigations are required.

Résumé

Contexte

Staphylococcus pseudintermedius est un pathogène fréquent des infections cutanées et auriculaires chez le chien. L'émergence rapide et la dissémination de S. pseudintermedius résistant à la méticilline (MRSP) constituent des défis thérapeutiques en médecine vétérinaire et le besoin de nouveaux traitements.

Hypothèses/Objectifs

Nous voulons évaluer l'activité antimicrobienne in vitro de l'huile essentielle de manuka (Leptospermum scoparium) contre S. pseudintermedius.

Méthodes

Cette étude a été réalisée avec des souches de S. pseudintermedius prélevées sur des chiens atteints d'infections cutanées et auriculaires en Corée entre 2009 et 2011. L'activité antimicrobienne in vitro de l'huile de manuka contre 39 souches de MRSP et 11 souches de Spseudintermedius sensibles à la méticilline (MSSP) a été analysée par la mesure des concentrations minimales inhibitrices (CMI) à l'aide de la méthode de dilution sur agar et l'activité inhibitrice de biofilm a été évaluée par test colorimétrique sur plaque microtitre.

Résultats

Nos résultats indiquent que l'huile de manuka a une excellente activité contre toutes les souches bactériennes. Les CMI pour MRSP et MSSP à l'huile de manuka étaient respectivement dans les valeurs de 2−9 à 2−6 et 2−9 à 2−7% (v/v). L'huile de manuka a un potentiel inhibiteur sur la formation de biofilm par S. pseudintermedius et la majorité des bactéries ont une réduction >50%. Aucune différence significative n'a été observée dans les CMI ou la formation de biofilm entre les souches de MRSP et MSSP.

Conclusions et importance clinique

Ces résultats suggèrent que l'huile de manuka a un potentiel dans le traitement des infections superficielles dues à MRSP et MSSP; des essais cliniques sont à présent nécessaires.

Resumen

Introducción

Staphylococcus pseudintermedius es un patógeno común de las infecciones de piel y el oído en perros. La rápida aparición y propagación de S. pseudintermedius resitente a meticilina (MRSP) ha creado complicaciones en el tratamiento en medicina veterinaria y la necesidad de encontrar terapias alternativas.

Hipótesis/Objetivos

Nuestro propósito fue evaluar la actividad antimicrobiana in vitro de el aceite esencial de manuka (Leptospermum scoparium) frente a S. pseudintermedius.

Métodos

este estudio se llevó a cabo utilizando cepas de S. pseudintermedius aisladas de perros con infecciones de piel y oído obtenidos en Corea entre 2009 y 2011. La actividad antimicrobiana in vitro del aceite de manuka frente a 39 aislados de MRSP y 11 aislados de S. pseudintermedius susceptibles a meticilina (MSSP) se analizó midiendo la concentración inhibitoria minima (MICs) utilizando el método de dilución en agar y la inhibición de la formacion de biocapa según indicaba la microtitulación colorimétrica en placa.

Resultados

nuestros resultados indican que el aceite de manuka tiene una actividad excelente frente a todos los aislados bacterianos. Las MICs frente a MRSP y MSSP del aceite de manuka estuvieron en el rango de 2−9 a 2−6 y 2−9 a 2−7% (v/v), respectivamente. El aceite de manuka era un potente inhibidor de la formación de biocapa de S. pseudintermedius, y la mayoría de las bacterias disminuyeron en mas del 50%. No se observaron diferencias significativas en las MICs o formación de biocapa entre cepas de MRSP y MSSP.

Conclusiones e importancia clínica

estos resultados indican que el aceite de manuka tiene potencial para ser una opción terapéutica en el tratamiento de infecciones superficiales causadas por MRSP y MSSP; se necesita realizar investigaciones clínicas.

Zusammenfassung

Hintergrund

Staphylokokkus pseudintermedius ist ein häufig vorkommendes Pathogen, welches Haut und Ohrinfektionen bei Hunden verursacht. Die weite Verbreitung und das rasche Entstehen von Methicillin resistenten S. pseudintermedius (MRSP) stellt eine therapeutische Herausforderung für die Veterinärmedizin und die Notwendigkeit für alternative Behandlungen dar.

Hypothese/Ziele

Das Ziel dieser Studie war eine Evaluierung der in vitro antimikrobiellen Aktivität des essentiellen Öls Manuka (Leptospermum scoparium) gegen S. pseudintermedius.

Methoden

Die Studie wurde mit Isolaten von S. pseudintermedius Stämmen von Hunden mit Haut- und Ohrinfektionen durchgeführt, die in ganz Korea zwischen 2009 und 2011 gesammelt worden waren. Die in vitro antimikrobielle Aktivität von Manuka Öl gegen 39 MRSP und 11 Methicillin-empfindliche S. pseudintermedius (MSSP) Stämme wurde durch die Messung der minimalen inhibitorischen Konzentrationen (MICs) mittels Agarverdünnungsmethode und Biofilm Inhibitionsaktivität, gemessen durch einen kolorimetrischen Mikrotiterplattenassay, analysiert.

Ergebnisse

Unsere Ergebnisse wiesen darauf hin, dass Manuka Öl eine exzellente Wirkung gegenüber allen bakteriellen Isolaten zeigte. Die MICs für MRSP bzw. MSSP auf Manuka Öl betrugen 2−9 bis 2−6 bzw. 2−9 bis 2−7% (v/v). Manuka Öl war ein potenter Inhibitor der Biofilmbildung durch S  pseudintermedius und die Mehrheit der Bakterien nahm >50% ab. Es wurden keine signifikanten Unterschiede bei den MICs oder bei der Biofilmbildung zwischen MRSP und MSSP Stämmen gefunden.

Schlussfolgerungen und klinische Bedeutung

Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass Manuka Öl potentiell eine nützliche therapeutische Option darstellt, um oberflächliche Infektionen durch MRSP und MSSP zu behandeln; weitere klinische Untersuchungen sind jedoch nötig.

Abstract

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