Effets de 19 extraits de médecine traditionnelle chinoise sur la croissance et le biofilm de Vibrio alginolyticus, pathogène marin

Vibrio est un type de bactérie largement présent dans le monde entier, et les foyers et épidémies de vibriose qu'il provoque entraînent non seulement d'énormes pertes économiques pour l'industrie de l'aquaculture marine, mais constituent également une menace sérieuse pour la santé humaine. Vibrio alginolyticus est une bactérie halophile à Gram négatif en forme de bâtonnet court appartenant au genre Vibrio de la famille des Vibrionaceae. Il s'agit du Vibrio marin le plus abondant et il est largement répandu dans l'eau de mer et les estuaires du monde entier. Il s'agit d'un pathogène marin courant qui peut provoquer une mortalité massive des poissons, crevettes et crustacés marins. Dans les habitats naturels, les bactéries du genre Vibrio peuvent presque toujours former des biofilms auto-protecteurs, qui non seulement leur permettent de résister plus facilement aux pressions environnementales externes, mais leur fournissent également une plate-forme idéale pour envahir et infecter plus facilement d'autres organismes.
Le biofilm bactérien est une communauté bactérienne structurelle composée d'une matrice extracellulaire (comprenant des polysaccharides extracellulaires, des protéines et de l'ADN électronique) sécrétée par les communautés bactériennes pour s'encapsuler. Sa formation permet aux bactéries de résister au système immunitaire de l'hôte et à l'effet destructeur des antibiotiques, ce qui entraîne une résistance élevée aux antibiotiques et rend les infections difficiles à éliminer. Actuellement, la prévention et le traitement des biofilms bactériens sont devenus l'un des points chauds de la recherche. Cependant, en raison des caractéristiques des biofilms bactériens, ceux-ci présentent une forte résistance aux médicaments. Pour éliminer fondamentalement les bactéries, les médicaments doivent non seulement avoir des effets bactéricides sur les bactéries, mais aussi être capables de traverser le biofilm sans être bloqués ou neutralisés par celui-ci. Cependant, il existe actuellement peu de médicaments capables d'obtenir un tel effet. Face à ce défi, les méthodes de traitement traditionnelles et l'utilisation des antibiotiques sont de plus en plus limitées. Il est donc très important d'étudier et de trouver des méthodes nouvelles et durables pour contrôler la croissance et l'infection de Vibrio alginolyticus. Parmi ces méthodes, le potentiel de la médecine traditionnelle chinoise a suscité un grand intérêt. La Chine est un pays qui dispose d'abondantes ressources en médecine traditionnelle chinoise, dont l'utilisation remonte à loin et dont les sources et les effets sont clairs. Elle dispose de ressources uniques pour le dépistage et la recherche de médicaments antibactériens. Par rapport aux antibiotiques synthétiques, les principes actifs extraits de la médecine traditionnelle chinoise contiennent un grand nombre de composants chimiques à petites molécules avec des types structurels uniques et divers, qui ont un grand potentiel thérapeutique et des effets secondaires minimes. Ils offrent donc un large espace pour trouver de nouveaux mécanismes d'action pour les médicaments anti-biofilm. Cette étude a sélectionné 19 médicaments traditionnels chinois comme objets de recherche et les a extraits avec différents solvants pour étudier les effets de leurs extraits sur la croissance et la formation de biofilms du Vibrio alginolyticus marin, fournissant ainsi des indications pour le développement de médicaments de médecine traditionnelle chinoise contre la formation de biofilms.

Les bactéries à l'état de biofilm ont non seulement amélioré de manière significative leur résistance aux antibiotiques, mais leur capacité pathogène s'est également renforcée. Par conséquent, le traitement antibiotique traditionnel des infections par biofilm bactérien est fortement limité. À l'heure actuelle, la prévention et le contrôle des biofilms bactériens sont devenus un point chaud de la recherche. De nombreuses études ont montré que les extraits de plantes et leurs ingrédients actifs ont la capacité de résister aux infections de biofilms bactériens et présentent les avantages d'être peu coûteux, faciles à traiter, d'avoir de bonnes propriétés antibactériennes et d'être moins sensibles à la résistance bactérienne. Par conséquent, l'exploration d'extraits de plantes appropriés et de leurs ingrédients actifs deviendra une stratégie efficace pour prévenir et traiter les infections bactériennes par biofilm.
Cette étude a sélectionné 19 médicaments traditionnels chinois et les a extraits à l'aide de différents solvants afin d'étudier les effets de leurs extraits sur la croissance et la formation de biofilms du Vibrio alginolyticus marin. Les résultats ont montré que les différents extraits de solvants de 19 médicaments traditionnels chinois présentaient des activités antibactériennes différentes contre Vibrio alginolyticus, parmi lesquels 12 extraits d'eau de médicaments traditionnels chinois avaient une activité antibactérienne, 17 extraits d'éthanol de médicaments traditionnels chinois avaient une activité antibactérienne, et 15 extraits d'acétate d'éthyle de médicaments traditionnels chinois avaient une activité antibactérienne. Parmi les différents extraits de solvant de 19 types de médicaments traditionnels chinois, la plupart des extraits ont favorisé la formation du biofilm de Vibrio alginolyticus, tandis que l'extrait de parfum Gongding, l'extrait d'éthanol de Paris polyphylla et d'Anemarrhena asphodeloides, l'extrait d'acétate d'éthyle de Myrte et de Forsythia suspensa ont significativement inhibé la formation du biofilm de Vibrio alginolyticus.
Le syringa est un bourgeon floral séché du genre Syringa de la famille des myrtes, largement utilisé comme épice et plante médicinale. Chen et al. ont utilisé la méthode de la décoction d'eau bouillante pour étudier l'effet antibactérien de 100 plantes médicinales chinoises sur Vibrio alginolyticus. Les résultats ont montré qu'après avoir ajusté le pH du médicament à une valeur neutre, les clous de girofle mâles pouvaient efficacement inhiber et tuer Vibrio alginolyticus, avec une valeur CMI de 125 mg/mL. Cette étude a utilisé la méthode d'extraction à reflux et différents solvants pour l'extraction des médicaments. Les résultats ont montré que les trois extraits de solvant d'Eucommia ulmoides avaient des effets antibactériens significatifs. La CMI de l'extrait aqueux a atteint 50mg/mL, et l'effet d'extraction des ingrédients actifs du médicament a été considérablement amélioré. En outre, l'extrait de solvant organique d'Eucommia ulmoides avait une activité antibactérienne plus forte. La CMI de l'extrait d'éthanol et de l'extrait d'acétate d'éthyle a atteint respectivement 1,6 mg/mL et 3,1 mg/mL. On suppose que cela est étroitement lié aux propriétés chimiques des ingrédients antibactériens qu'il contient. Le syringa est riche en eugénol, acétyl eugénol, eugénol, salicylate de méthyle, méthyl n-pentyl cétone et benzaldéhyde, parmi lesquels l'eugénol est le composant antibactérien le plus important. Par conséquent, comparé à l'extrait aqueux de Syringa, l'extrait de solvant organique présente une activité antibactérienne plus élevée. En outre, l'extrait de parfum Gongding a également montré un effet inhibiteur significatif sur la formation du biofilm de Vibrio alginolyticus, et l'extrait de parfum Gongding et l'acétate d'éthyle ont encore eu un effet inhibiteur significatif sur la formation du biofilm de Vibrio alginolyticus à une faible concentration de travail (0,8 mg/mL). Par conséquent, en tant qu'agents antibactériens et préparations anti-biofilm, le syringa a une grande valeur d'utilisation.
Chonglou est un terme général désignant les plantes de la famille des Liliaceae, appartenant au genre Chonglou. Actuellement, 241 composés ont été isolés et identifiés, tels que des saponines stéroïdiennes, des triterpénoïdes pentacycliques, des stérols, des flavonoïdes, des polysaccharides, des alcaloïdes, etc., qui ont des activités analgésiques, hémostatiques, antitumorales, antibactériennes et autres. Parmi eux, 136 saponines stéroïdiennes sont les principaux ingrédients actifs du Chonglou. Cette étude a révélé que l'extrait d'éthanol et l'extrait d'acétate d'éthyle du Chonglou ont une forte activité antibactérienne, avec une CMI de 12,5 mg/mL. L'extrait d'éthanol a un effet inhibiteur significatif sur la formation du biofilm de Vibrio alginolyticus, tandis que l'extrait d'eau n'a pas d'activité antibactérienne ni d'activité anti-biofilm. Cela s'explique par le fait que le principal ingrédient actif du Chonglou, les saponines stéroïdiennes, est insoluble dans l'eau et facilement soluble dans les solvants organiques tels que le méthanol, l'éthanol, le chloroforme et l'éther. Par conséquent, l'extrait d'éthanol a de meilleurs effets antibactériens et anti-biofilm.
Les principes actifs, l'efficacité et la toxicité de la médecine traditionnelle chinoise changent après la transformation. Le Zhimu est le rhizome séché de la plante Zhimu de la famille des liliacées, qui contient principalement des principes actifs tels que des saponines stéroïdiennes, des flavonoïdes, des polysaccharides, des lignanes, des acides organiques et des benzophénones. Parmi eux, les saponines stéroïdiennes sont les ingrédients biologiquement les plus actifs du Zhimu. Bai et al. ont mené une étude comparative sur les changements dans la teneur en saponines, flavonoïdes et polysaccharides du Ganoderma lucidum avant et après traitement. Les résultats ont montré qu'après le grillage au sel, la teneur en diverses saponines monomères, en mangiférine et en polysaccharides dans le Ganoderma lucidum augmentait ; Après grillage à l'alcool, la teneur en saponines I, AIII, mangiférine, néomangiférine, isomangiférine et composants polysaccharidiques de l'Anemarrhena chinensis a augmenté ; Après friture, la teneur en sarsapogénine, saponines I de l'Anemarrhena chinensis, mangiférine et composants polysaccharidiques a augmenté. Cette étude a comparé et analysé les effets de différents extraits de solvant de Ganoderma lucidum et de ses trois produits transformés, le Ganoderma lucidum salé, le Ganoderma lucidum vinifié et le Ganoderma lucidum sauté, sur la croissance et la formation de biofilms de Vibrio alginolyticus. Les résultats ont montré que l'activité antibactérienne variait en fonction des différentes méthodes de traitement, mais que les effets sur la formation du biofilm de Vibrio alginolyticus présentaient certaines similitudes. On suppose que les changements dans son activité sont étroitement liés aux changements dans la composition chimique de Ganoderma lucidum après le traitement, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires sur la relation correspondante entre son activité et sa composition chimique.
La recherche sur les extraits de plantes et leurs ingrédients actifs a montré de vastes perspectives d'application dans le domaine du biofilm antibactérien. Le développement de préparations de biofilms antibactériens est une référence importante pour la prévention et le traitement des maladies des animaux aquatiques causées par des Vibrio pathogènes. Dans les recherches suivantes, nous identifierons les ingrédients actifs des extraits de médecine traditionnelle chinoise et analyserons leurs mécanismes d'inhibition de la formation de biofilms de Vibrio pathogènes, afin de développer des préparations de biofilms antibactériens sûres et efficaces.