Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Phytochemical compositions and antifungal effect of cajuput oil on expression of major resistance genes in fluconazole-resistant candida albicans clinical isolates
Year (A.D.)
2019
Document Type
Thesis
First Advisor
เขมาภรณ์ บุญบำรุง
Second Advisor
กาญจนา หริ่มเพ็ง
Faculty/College
Faculty of Allied Health Sciences (คณะสหเวชศาสตร์)
Department (if any)
Department of Transfusion Medicine and Clinical Microbiology (ภาควิชาเวชศาสตร์การธนาคารเลือดและจุลชีววิทยาคลินิก)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิทยาศาสตร์ระดับโมเลกุลทางจุลชีววิทยาทางการแพทย์และวิทยาภูมิคุ้มกัน
DOI
10.58837/CHULA.THE.2019.1155
Abstract
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาองค์ประกอบทางพฤกษเคมีและฤทธิ์ต้านเชื้อรา Candida albicans ของน้ำมันเสม็ดขาวจากใบและกิ่งอ่อนของ Melaleuca cajuputi Powell ที่พบในพื้นที่ภาคตะวันออกของประเทศไทย รวมทั้งประเมินผลกระทบของน้ำมันเสม็ดขาวต่อการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกลไกการดื้อยาฟลูโคนาโซลในเชื้อราทดสอบ การวิเคราะห์องค์ประกอบทางพฤกษเคมีด้วยวิธีแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโตรมิทรี (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS) พบว่าน้ำมันเสม็ดขาวมีองค์ประกอบหลัก 6 ชนิด ได้แก่ 1,8-Naphthyridine derivatives (ร้อยละ 10.46), alpha-Pyrone (ร้อยละ 10.11), Terpinolene (ร้อยละ 9.26), gamma-Terpinene (ร้อยละ 8.00), trans-Caryophyllene (ร้อยละ 6.36) และ beta-Elemene (ร้อยละ 5.09) จากการทดสอบฤทธิ์เบื้องต้นของน้ำมันเสม็ดขาวในการยับยั้ง C. albicans สายพันธุ์คลินิกที่ดื้อต่อยาฟลูโคนาโซล จำนวน 16 ไอโซเลท ด้วยวิธี Disc diffusion พบว่าดิสก์บรรจุน้ำมันเสม็ดขาว ขนาด 1 ไมโครลิตรต่อดิสก์ แสดงฤทธิ์ยับยั้งการเจริญของเชื้อทดสอบทุกไอโซเลท โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางบริเวณยับยั้งเชื้อเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 6.67 ± 0.58 ถึง 10.00 ± 0.00 มิลลิเมตร เมื่อทำการทดสอบหาค่าความเข้มข้นต่ำสุดของน้ำมันเสม็ดขาวที่สามารถยับยั้งเชื้อทดสอบ (minimal inhibitory concentration, MIC) และฆ่าเชื้อทดสอบ (minimum fungicidal concentration, MFC) ด้วยวิธี Broth macrodilution พบว่าน้ำมันเสม็ดขาวแสดงฤทธิ์ฆ่าเชื้อราทดสอบทุกไอโซเลท โดยมีค่า MIC และ MFC อยู่ในช่วง 0.31-1.25 และ 0.63-2.5 ไมโครลิตรต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ การทดสอบการเสริมฤทธิ์กันของสารผสมน้ำมันเสม็ดขาวและยาฟลูโคนาโซลในการต้านเชื้อราทดสอบด้วยวิธี Checkerboard microdilution พบว่าสารผสมดังกล่าวมีการเสริมฤทธิ์กันในการยับยั้งเชื้อราทดสอบส่วนใหญ่ (ร้อยละ 60) โดยค่า MIC ของยาฟลูโคนาโซลและน้ำมันเสม็ดขาวจะลดลงประมาณ 8-64 และ 8-16 เท่า ตามลำดับ และมีค่าดัชนีชี้วัดประสิทธิภาพร่วม (fractional inhibitory concentration index, FICI) อยู่ในช่วง 0.144 ถึง 0.189 ข้อมูลนี้ชี้ให้เห็นว่าน้ำมันเสม็ดขาวน่าจะมีส่วนเกี่ยวข้องในการปรับเปลี่ยนกลไกการดื้อยาฟลูโคนาโซลของเชื้อรา ซึ่งจากการประเมินผลกระทบของน้ำมันเสม็ดขาวต่อการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกลไกการดื้อยาฟลูโคนาโซล ได้แก่ CDR1, CDR2, MDR1 และ ERG11 ด้วยวิธี qRT-PCR และวิเคราะห์ผลเชิงปริมาณสัมพันธ์ด้วยวิธี 2-∆∆Ct พบว่าน้ำมันเสม็ดขาวที่ระดับความเข้มข้น ½MIC สามารถลดระดับการแสดงออกของยีน MDR1 ในเชื้อทดสอบทุกไอโซเลทที่มียีนดื้อยานี้ ได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p < 0.05) การศึกษาครั้งนี้จึงแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำน้ำมันเสม็ดขาวมาใช้ในการรักษาแบบผสมผสาน เพื่อแก้ปัญหาการดื้อยาของ C. albicans อย่างมีประสิทธิภาพต่อไป
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The purposes of this research were to investigate the phytochemical constituents and antifungal effect of Cajuput oil, from leave and twigs of Melaleuca cajuputi Powell naturally growing in the East of Thailand, against clinical isolates of fluconazole-resistant Candida albicans. Initially, the Cajuput oil constituents were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results showed the presence of 6 major components including 1,8-Naphthyridine derivatives (10.46%), alpha-Pyrone (10.11%), Terpinolene (9.26%), gamma-Terpinene (8.00%), trans-Caryophyllene (6.36%) and beta-Elemene (5.09%). The antifungal activities of Cajuput oil against 16 clinical isolates of fluconazole-resistant C. albicans were screened by the disc diffusion method. An inhibitory result showed that the discs impregnated with the oil 1 µl/disc could reveal an inhibitory effect against all tested isolates with inhibition zone diameter in range of 6.67 ± 0.58 to 10.00 ± 0.00 mm. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum fungicidal concentration (MFC) of the oil against the tested fungi were further determined through the broth macrodilution technique. The Cajuput oil exerted a fungicidal effect against all the tested microorganisms with the MIC and the MFC values in the range of 0.31 to 1.25 and 0.63 to 2.5 µl/mL, respectively. Besides, the synergistic effect of the combination mixture of the Cajuput oil and fluconazole against the tested fungi were also explored by the checkerboard microdilution technique. As a result, the combined use of fluconazole and Cajuput oil exhibited a synergy effect on majority (60%) of the tested isolates with the fractional inhibitory concentration indexes (FICI) in range of 0.144 to 0.189. This data suggests that the Cajuput oil may involve at least in part in the modulation of fluconazole-resistant mechanism of C. albicans. Hence, the effect of cajuput oil on the mRNA expression of the drug-resistant associated genes, namely CDR1, CDR2, MDR1 and ERG11, was quantified by qRT-PCR technique and analyzed relative gene expression data with the 2-∆∆Ct method. Interestingly, it was found that the sub-MIC was statistic significantly reduced the MDR1 expression levels among the MDR1-bearing C. albicans (p < 0.05). This study brought to light new information about the potential use of Cajuput oil in combination with the existing non-effective antifungal agent to combat the drug resistance in C. albicans.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
คีรีเดช, พิชญพงศ์, "องค์ประกอบทางพฤกษเคมีและผลกระทบของน้ำมันเสม็ดขาวต่อการแสดงออกของยีนดื้อยาหลักในเชื้อ fluconazole-resistant Candida albicans ที่แยกได้ทางคลินิก" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 9531.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/9531