Référence : Veterinary Medicine and Science 2022. — PMC9677380 · DOI 10.1002/vms3.959 Type : Article original de recherche (étude in vitro) · Plante : Cataire · Propriété → Antimicrobien Accès : ⭐ libre (CC BY-NC-ND 4.0) → texte intégral traduit Fidélité : traduction intégrale et fidèle du texte des auteurs. Appels [n] omis ; figures/tableaux « [ ] ».
Contexte. La mammite chez les bovins laitiers est une maladie infectieuse très répandue, causée par divers pathogènes, principalement Staphylococcus aureus et Escherichia coli, entraînant une perte économique considérable dans le monde entier.
Objectifs. Le but de cette étude était d’évaluer l’activité in vitro de plantes médicinales utilisées contre les bactéries S. aureus et E. coli, qui sont les agents responsables de la mammite.
Méthodes. Dans cette étude, nous avons donc examiné l’effet antimicrobien de plantes afin d’évaluer l’activité antibactérienne in vitro de la menthe pouliot (Mentha pulegium L., famille des Lamiaceae), de la cataire (Nepeta cataria L., Lamiaceae) et de la mélisse (Melissa officinalis L., Lamiaceae), pour le traitement de la mammite. Des solutions préparées dans des huiles fixes, contre les bactéries S. aureus et E. coli qui sont les principaux agents de la mammite. L’isolement et les analyses de sensibilité aux antibiotiques d’échantillons de lait prélevés sur 100 vaches laitières atteintes de mammite subclinique ont été réalisés. Les propriétés antibactériennes des solutions ont été analysées par une méthode de diffusion sur disque.
Résultats. Lors de l’isolement bactérien, S. aureus a été déterminé positif chez 97,7 % et E. coli chez 53,5 % des vaches atteintes de mammite. Le test de sensibilité antibactérienne de l’extrait et de l’huile essentielle de mélisse a montré une zone d’inhibition maximale contre S. aureus à 30 µl (23 mm), suivie de 20 µl (19 mm), E. coli (19 mm) et 10 µl (5–7 mm), du même extrait contre les bactéries à Gram positif. Les extraits éthanoliques montrent une activité similaire contre les bactéries à Gram négatif à 30, 20 et 10 µl (18–20 mm). Suivi de S. aureus, lorsque les zones d’aire pour les solutions sensibles (mélisse et huile essentielle) et le groupe témoin ont été comparées, il a été déterminé qu’il y avait peu de différence entre S. aureus et E. coli.
Conclusions. Cette étude a donc indiqué que les plantules cultivées in vitro de mélisse et l’huile de menthe poivrée peuvent être utilisées comme méthode alternative pour la production [contre] la mammite et comme source bon marché de son précurseur doté d’activités antimicrobiennes.
Mots-clés : huile essentielle, plantes médicinales, in vitro, mammite subclinique.
La mammite est une maladie complexe causée par divers pathogènes bactériens, principalement Staphylococcus aureus et Escherichia coli. Elle est également rapportée comme la maladie de la reproduction la plus courante chez les bovins laitiers et une maladie lourde à supporter dans les exploitations laitières du monde entier. On pense que l’infection bactérienne dans les cas de mammite est liée à la perturbation de l’intégrité des cellules alvéolaires, à la desquamation des cellules, à l’apoptose induite et à l’augmentation des cellules peu différenciées. Étant donné que la capacité des glandes mammaires des ruminants à produire du lait est déterminée par le nombre et le niveau d’activité des cellules sécrétant le lait, la quantité de lait produite ainsi que les concentrations en protéines, en lactose et en matières grasses du lait peuvent être affectées par le niveau d’inflammation de la glande mammaire.
Les résidus de médicaments dans le lait provoquent des réactions allergiques chez le consommateur, des interférences avec la flore intestinale et des populations bactériennes résistantes, et en conséquence, ils peuvent détruire l’effet du traitement antibiotique. [L’organisation citée] a déclaré que E. coli et S. aureus sont les pathogènes prioritaires pour surmonter la résistance aux antimicrobiens et pour la recherche et le développement de nouveaux antibiotiques. Le principal traitement de la mammite est généralement administré par perfusion intramammaire d’une pommade ou par injection intramusculaire ou intraveineuse d’antibiotiques, tels que les bêta-lactamines. Cependant, on prévoit que le traitement deviendra problématique dans un avenir proche en raison de l’augmentation rapide des pathogènes résistants aux antibiotiques.
Il existe un nombre croissant d’études publiées dans le domaine de l’antibiothérapie utilisant des produits naturels, y compris des études sur l’effet antimicrobien des produits végétaux sur les pathogènes isolés du lait de mammite. Cependant, la majorité de ces études se concentrent sur des plantes ayant une distribution naturelle, spécifiques à certaines zones géographiques. Malgré les résultats encourageants de ces études, davantage d’études incluant des plantes indigènes ou acclimatées sont nécessaires pour couvrir des zones géographiques distinctes afin d’obtenir une grande disponibilité et un faible coût de fabrication de ces produits.
Les huiles essentielles et les extraits de plantes sont riches en une grande variété de composés métaboliques. L’huile de menthe poivrée, recommandée pour le traitement de la mammite, s’est avérée efficace contre une grande variété de micro-organismes, mais il n’existe que peu d’études décrivant les effets antimicrobiens des huiles essentielles. Les bulbes d’oignon contiennent un bon nombre de propriétés phytochimiques, dont la plupart sont des hydrocarbures et leurs dérivés. Plusieurs études ont prouvé que les extraits de plantes et les huiles essentielles ont des effets antimicrobiens. Cependant, un grand nombre d’espèces végétales n’ont pas été étudiées pour leur valeur médicinale potentielle.
Des études antérieures ont évalué l’effet antimicrobien de plusieurs plantes médicinales sur différentes souches de collection de pathogènes. Le but de cette étude était d’évaluer l’activité in vitro de solutions d’huiles essentielles, de menthe pouliot (Mentha pulegium L., famille des Lamiaceae), de cataire (Nepeta cataria L., Lamiaceae) et de mélisse (Melissa officinalis L., Lamiaceae) contre les bactéries S. aureus et E. coli qui sont les agents responsables de la mammite.
Les sécrétions du pis de vaches laitières en lactation ont été les sujets de test de cette étude, et les données cliniques ont été enregistrées sur des vaches atteintes de mammite clinique (CM). Dans l’étude, 100 vaches évaluées par le test CMT à +:1, ++:2, +++:3 et sans endométrite clinique ni fourbure ont été acceptées comme groupe expérimental. Toutes les expérimentations animales ont été réalisées conformément aux recommandations du Guide for the Care and Use of Laboratory Animals du Ministère de la Science et de la Technologie de la République populaire de Chine, et tous les efforts ont été faits pour minimiser la souffrance. Ce travail a été soutenu par des subventions de la National Natural Science Foundation of China (n° 31872520).
Les plantes aromatiques médicinales utilisées dans l’étude sont l’extrait de menthe pouliot (Mentha pulegium L., famille des Lamiaceae), de cataire (Nepeta cataria L., Lamiaceae) et de mélisse (Melissa officinalis L., Lamiaceae) ; les plantes ont été lavées à l’eau et conservées dans une étuve à 40 °C pendant 3 jours jusqu’à stabilisation de leur poids, puis réduites en poudre, et le macérat a d’abord été filtré à travers une double couche de mousseline puis centrifugé à 4000 × g pendant 30 min. Le liquide surnageant a été filtré sur papier filtre Whatman n° 1 et stérilisé à la chaleur. L’extrait a été conservé de manière aseptique dans un flacon brun à 5 °C jusqu’à utilisation.
Les parties herbacées de la menthe pouliot (Mentha pulegium L., famille des Lamiaceae), de la cataire (Nepeta cataria L., Lamiaceae) et de la mélisse (Melissa officinalis L., Lamiaceae), soit la région la plus riche en huile essentielle, ont été utilisées, puis réduites en poudre. Dix grammes de cette poudre ont été trempés dans 100 ml de solvants, à savoir l’éthanol et l’huile essentielle, pendant 24 h. Le contenu a ensuite été filtré sur papier filtre Whatman n° 1 et le filtrat a été évaporé jusqu’à siccité. Cet extrait sec a été de nouveau réduit en poudre puis dissous dans de l’eau distillée pour obtenir la solution de travail à une concentration de 10 mg/ml. Des témoins de solvant (éthanol) ont été préparés de la même manière.
L’isolement des souches bactériennes à partir des échantillons de lait a été réalisé selon des procédures aseptiques telles que décrites par le National Mastitis Council (NMCRC, 2004). Une anse d’échantillon de lait a été striée sur gélose au sang (Oxoid) supplémentée de 5 % de globules rouges de mouton, puis repiquée sur milieux sélectifs : gélose Mannitol Salt Agar, gélose Salmonella Shigella, milieu d’Edwards et gélose MacConkey. Toutes les boîtes ont ensuite été incubées en aérobiose à 37 °C pendant 24 h. Les boîtes ont été examinées pour la morphologie des colonies, la pigmentation et les caractéristiques hémolytiques à 24–48 h. Le test de la catalase a été appliqué pour distinguer les staphylocoques des autres cocci à Gram positif, ainsi que le test de fermentation du mannitol et le test de la coagulase (positif ou négatif). En outre, l’isolement des bactéries à Gram négatif a été réalisé selon les procédures microbiologiques standard décrites par le Clinical Laboratory Standards Institute.
Les isolats ont été confirmés par des tests biochimiques et repiqués sur milieu différentiel et sélectif. Les tests biochimiques étaient : activité oxydase, production d’acide (fermentation du lactose, du saccharose et du glucose), production d’indole, Voges–Proskauer et production d’hydrogène sulfuré.
Le potentiel d’antibiogramme des isolats a été déterminé selon la méthode de diffusion sur disque de Kirby-Bauer modifiée, utilisant la gélose Mueller-Hinton, conformément aux lignes directrices du Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing).
Cette méthode a été réalisée selon les lignes directrices mentionnées par le CLSI. Les isolats bactériens ont été dilués à une concentration correspondant à 0,5 McFarland. La suspension a été versée sur boîte avec gélose Mueller–Hinton après 1 h. Cinquante disques de papier filtre Whatman de 6 mm ont été obtenus par emporte-pièce, placés dans un flacon et stérilisés à l’étuve à air chaud à 170 °C pendant 30 min. Le papier filtre à disques de 6 mm de diamètre a été imprégné de 20 µl de chaque huile essentielle diluée dans 1 ml d’eau distillée (v/v) et comparé à des antibiotiques de référence, avec le solvant ou de l’eau bidistillée comme témoin négatif, placés de manière aseptique avec une pince stérile sur des boîtes de gélose Mueller–Hinton. Les boîtes ont été incubées à 37 °C pendant 24 h. Le nombre de croissances visibles dans le test de diffusion sur disque de la concentration minimale inhibitrice a été repiqué à l’aide d’une anse de 10 µl sur une gélose au sang de mouton à 5 % et incubé à 37 °C pendant 24 h (Tableau 1).
Tableau 1. Diamètres de zone utilisés dans l’évaluation de l’activité d’inhibition. Non observé : (–) ; < 10 mm : (+) ; 10–14 mm : (++) ; 15–19 mm : (+++) ; 20 mm : (++++). Légende : (–) résistant ; (+) peu résistant ; (++) moyennement sensible ; (+++) sensible ; (++++) très sensible.
La représentation des tableaux a été réalisée à l’aide du programme (Microsoft Office Excel, 2007). Les statistiques descriptives des données obtenues dans l’étude sont données avec moyenne, écart-type, fréquence et analyse en pourcentage.
Pourcentage global d’isolats bactériens positifs chez les bovins laitiers atteints de mammite. Au total, 100 bovins ont été examinés et 73 se sont révélés positifs pour différents organismes. La prévalence en pourcentage des organismes est présentée au Tableau 2. Sur 100 échantillons, S. aureus a été isolé et identifié comme échantillon positif chez 43 bovins (97,7 %) et E. coli chez 30 (53,5 %), respectivement. Tous les organismes ont été identifiés d’après leurs caractéristiques morphologiques et culturales et leurs réactions de coloration. Les organismes ont été confirmés en outre par leurs réactions biochimiques.
Tableau 2. Résultats de détermination des micro-organismes de la mammite clinique. Staphylococcus aureus — Négatif (–) : 1 (2,2 %) ; Positif (+) : 43 (97,7 %). Escherichia coli — Négatif (–) : 26 (86,6 %) ; Positif (+) : 30 (53,5 %).
Alors que certains matériaux se sont révélés avoir différents niveaux d’activité antibactérienne sur les micro-organismes testés, d’autres se sont révélés inefficaces (Tableau 3 et Figure 1 « [ ] »).
Tableau 3. Activités antibactériennes des extraits de plantes sur les micro-organismes testés — Zone d’inhibition (en mm) à différentes concentrations.
Contre Staphylococcus aureus (30 µl / 20 µl / 10 µl) :
Contre Escherichia coli (30 µl / 20 µl / 10 µl) :
Légende : (–) résistant ; (+) peu résistant ; (++) moyennement sensible ; (+++) sensible ; (++++) très sensible. Figure 1 « [ ] » : (a) extrait éthanolique de mélisse à 30 µl, (b) solution d’huile essentielle, contre S. aureus et E. coli.
Le Tableau 3 présente les résultats résumés du test de sensibilité antibactérienne des extraits éthanoliques de menthe pouliot (Mentha pulegium L., famille des Lamiaceae), de mélisse (Melissa officinalis L., Lamiaceae), de cataire (Nepeta cataria L., Lamiaceae) et de l’huile essentielle, respectivement, contre les bactéries testées. D’après les résultats, l’extrait éthanolique de menthe pouliot, de mélisse et l’huile essentielle ont été les plus efficaces, et l’activité la plus élevée a été démontrée à 30 µl contre les bactéries à Gram positif (zone d’inhibition de 19–23 mm), suivie de 20 µl (15–19 mm) et 10 µl (5–7 mm) du même extrait, puis des zones de sensibilité des antibiotiques (19–20 mm) contre les bactéries à Gram positif. Les extraits éthanoliques montrent une activité similaire contre les bactéries à Gram négatif à 30, 20 et 10 µl (18–20 mm).
Parmi les solutions, cinq solutions se sont révélées résistantes pour S. aureus, tandis que six solutions se sont révélées sensibles (moyennement et très sensibles). Pour E. coli, 10 solutions se sont révélées résistantes, tandis que six solutions se sont révélées sensibles (moyennement et très sensibles), comme le montre le Tableau 4.
Tableau 4. Sensibilité du groupe des solutions et du groupe témoin.
S. aureus — Solution : Résistance 5 (45,5 %) ; Sensible 3 (27,2 %) ; Moyennement sensible 1 (9,0 %) ; Très sensible 2 (18,1 %). Témoin : Résistance 0 (0,0 %) ; Sensible 1 (50 %) ; Moyennement sensible 0 (0,0 %) ; Très sensible 1 (50 %). E. coli — Solution : Résistance 10 (62,5 %) ; Sensible 3 (18,7 %) ; Moyennement sensible 1 (6,2 %) ; Très sensible 2 (12,5 %). Témoin : Résistance 1 (33 %) ; Sensible 0 (0,0 %) ; Moyennement sensible 2 (66 %) ; Très sensible 0 (0,0 %).
Lorsque les diamètres de zone ont été comparés entre les deux groupes d’antibiotiques et la solution utilisée comme groupe témoin dans l’étude, il a été déterminé qu’il y avait une différence statistiquement peu significative, comme le montrent le Tableau 5 et la Figure 2 « [ ] ».
Tableau 5. Diamètres de zone des groupes solution et témoin trouvés sensibles à S. aureus et E. coli (moyenne ± écart-type). S. aureus — Solution : 11,58 ± 6,79 ; Témoin : 16,5 ± 14,5. E. coli — Solution : 12,42 ± 8,64 ; Témoin : 19,5 ± 17,5. Figure 2 « [ ] » : comparaison des activités antibactériennes des solutions et du groupe témoin contre S. aureus et E. coli.
La mammite bovine est une maladie grave causant une perte économique considérable dans le monde entier. Sur la base d’études antérieures et des recommandations du National Mastitis Council, le traitement au tarissement (DCT) est considéré comme l’une des méthodes les plus efficaces pour prévenir la mammite pendant la période de tarissement. Compte tenu des divers arguments qui découragent l’utilisation généralisée des antibiotiques, le développement de stratégies alternatives utilisant des composés non soumis aux limitations associées aux antibiotiques est nécessaire. Ici, historiquement, les extraits de plantes ou leurs dérivés ont été utilisés comme remède sûr, efficace et naturel contre les maux et les maladies en médecine traditionnelle ; nous présentons des données indiquant l’efficacité de plusieurs composés d’origine végétale pour tuer in vitro les pathogènes de la mammite.
La présente étude augmente le nombre de données concernant l’activité antimicrobienne des pathogènes végétaux isolés du lait de mammite. Les résultats obtenus ont montré une inhibition de la croissance bactérienne pour toutes les plantes testées, avec de meilleurs résultats pour la menthe pouliot (Mentha pulegium L., famille des Lamiaceae), la mélisse (Melissa officinalis L., Lamiaceae), la cataire (Nepeta cataria L., Lamiaceae) et l’huile essentielle. Ces résultats pourraient s’expliquer par les composés actifs déterminés dans ces plantes. Les résultats de l’évaluation de l’activité antibactérienne des deux plantes ont montré qu’un seul de chaque extrait de plante (extrait éthanolique de menthe pouliot, de mélisse et de cataire) possède une activité significative contre la souche de la bactérie à Gram positif S. aureus. Cela pourrait suggérer que les pathogènes bactériens opportunistes qui affectent les animaux infectés par la mammite dans notre zone d’étude pourraient être dus à des bactéries à Gram positif et à Gram négatif. Les résultats de ce travail sont similaires à ceux trouvés par Aliyu et al. (2008), Arbab et al. (2020) et Arbab et al. (2021b).
S. aureus, connu pour être hautement résistant au traitement antibiotique de la mammite, vit dans les cellules de l’hôte et devient chronique en formant des micro-abcès ou des granulomes dans les tissus de la glande mammaire. Dans les résultats d’isolement bactérien, les bactéries S. aureus ont été trouvées positives à 97,7 % et E. coli à 53,5 %. Il a été déterminé que les effets de ces deux bactéries dans la formation de la mammite étaient intenses chez les vaches étudiées. En particulier, des essais de solutions in vitro ont été menés contre ces deux bactéries. Ces résultats concordaient avec l’étude antérieure d’Arbab et al. (2021c). Les valeurs trouvées étaient similaires à d’autres résultats de recherche (Arbab et al., 2021d).
Bien que tous les extraits aient montré une activité antimicrobienne contre presque tous les micro-organismes testés, la mélisse et l’huile essentielle se sont révélées présenter une activité à large spectre contre des pathogènes bactériens sélectionnés isolés de mammites cliniques chez les vaches laitières. L’étude a constaté que l’extrait de mélisse et l’huile essentielle montraient une inhibition maximale contre S. aureus (21–23 mm) et E. coli (19–20 mm). E. coli, déjà connu pour être multirésistant aux médicaments, n’était sensible qu’à l’extrait d’huile essentielle de mélisse.
Les huiles essentielles contiennent de nombreux composés qui agissent en synergie et induisent de forts effets anti-algaux. Les substances actives, y compris divers polyphénols, sont capables de dissoudre la paroi cellulaire des algues et de pénétrer dans la cellule, où elles affectent le métabolisme cellulaire. Une autre étude de chercheurs, menée pour vérifier l’activité antibactérienne de l’extrait éthanolique d’une plante médicinale, a montré une inhibition maximale contre S. aureus. La présente étude est également soutenue par Paiano et al. (2020).
Des chercheurs ont constaté que l’huile de menthe poivrée est recommandée pour le traitement de la mammite. Il a été déterminé que les huiles essentielles de cannelle, de clou de girofle, d’origan et de thym montraient des diamètres de zone d’inhibition de 36 mm, E. coli 20 mm, en particulier pour S. aureus causant l’endométrite. L’huile de menthe poivrée a montré une activité positive maximale de 21 mm de zone d’inhibition à 30 µl contre S. aureus et de 20 mm à 30 µl pour E. coli, respectivement. Il n’y avait aucune indication d’inhibition contre E. coli. Dans l’étude menée par les chercheurs, les activités antioxydantes et antimicrobiennes des composants phénoliques des extraits phénoliques de variétés d’huile d’olive obtenues à partir de 11 variétés algériennes contre diverses bactéries ont été étudiées.
L’huile de menthe poivrée est utilisée comme médicament naturel à de multiples fins thérapeutiques chez les animaux. Il a été observé que l’huile essentielle de menthe poivrée inhibe la croissance des micro-organismes à Gram négatif, en particulier des bactéries à Gram positif. Il a été rapporté que l’activité biologique de l’huile est due à sa teneur en composés phénoliques.
Lorsque les diamètres de zone ont été comparés entre les deux groupes d’antibiotiques et les solutions utilisées comme groupe témoin dans l’étude, il a été déterminé qu’il y avait une différence statistiquement peu significative. Il a été déterminé que ±6,79 à 14,5 d’écart-type des solutions et du témoin étaient sensibles à S. aureus et ±8,64 à 17,5 d’écart-type étaient sensibles à E. coli. Ces résultats ont déterminé qu’il y avait peu de différence entre S. aureus et E. coli. Divers chercheurs à travers le monde ont obtenu une activité antibactérienne à taux élevé contre S. aureus (zone d’inhibition de 8,0 mm), mais moins active contre E. coli. Les résultats de cette étude montrent que les deux « antibiotiques », l’huile de menthe poivrée et la mélisse, ont un effet antibactérien contre S. aureus « haute priorité », qui est l’agent causal de la mammite subclinique, et pour la production de nouveaux médicaments phytothérapeutiques contre la mammite, alternatifs aux antibiotiques, en application intramammaire. Cela montre que cela constituera la base de recherches supplémentaires en médecine vétérinaire, in vitro comme in vivo. La recherche actuelle fournira également une validation scientifique des connaissances traditionnelles et augmentera la confiance des éleveurs locaux dans la pratique ethnovétérinaire.
Dans cette étude, compte tenu des effets antibactériens significatifs des extraits de plantes, la séparation des extraits éthanoliques de menthe pouliot (Mentha pulegium L., famille des Lamiaceae), de mélisse (Melissa officinalis L., Lamiaceae), de cataire (Nepeta cataria L., Lamiaceae) et de l’huile essentielle, en comparaison avec divers disques d’antibiotiques, permet de conclure que l’huile de menthe poivrée et la mélisse de cette plante ont une activité antimicrobienne meilleure que certains antibiotiques et peuvent être utilisées en combinaison avec d’autres conservateurs comme médicament phytothérapeutique naturel dans le traitement de la mammite. Par conséquent, il est suggéré que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer les effets de l’huile essentielle et de l’extrait de plante médicinale comme source naturelle sur des modèles animaux pour le contrôle des maladies, ainsi que dans l’industrie alimentaire comme inhibiteurs antimicrobiens et arômes.
Encart — synthèse (spécifique à la cataire)
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