In vitro antibacterial activity of the manuka essential oil from Leptospermum scoparium against gram-negative otitis isolates from dogs

Abstract

The increasing antimicrobial resistance among bacteria in dogs with otitis externa has led to a need for substitute agents or more effective treatment methods. Manuka oil, an essential oil from Leptospermum scoparium, is well known for its antimicrobial action, however, gram-negative bacteria have resistance to several essential oils because of the impermeability of their outer membrane. The purpose of this study was to examine the antibacterial effects of manuka oil combined with ethylenediaminetetraacetic acid–tromethamine (Tris-EDTA) against a total of 53 gram-negative isolates from dogs with otitis externa including Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ssp. pneumoniae, and Proteus mirabilis. Antimicrobial susceptibility was determined using disk-diffusion, and the minimum bactericidal concentrations (MBCs) and the minimum inhibitory concentrations (MICs) of manuka essential oil with or without Tris-EDTA were investigated. A total of 44 isolates were resistant to at least one antibiotic, and 19 strains were multidrug-resistant, with resistance to at least one agent in three or more antimicrobial classes. The MICs and MBCs of manuka oil alone were ≥1% (v/v) and ≥2% (v/v), respectively. There was no antimicrobial effect of Tris-EDTA (1.125:0.3 mg/ml) without manuka oil. However, the combination of manuka oil with Tris-EDTA significantly decreased the MICs (ranging from 0.06% to 0.5%, v/v; P < 0.001) and MBCs (ranging from 0.06% to 1%, v/v; P < 0.001). There was also no significant difference between multidrug-resistant and nonresistant bacterial isolates in terms of the antimicrobial activity of manuka oil with Tris-EDTA (P > 0.05). The study findings suggest that manuka oil, especially combined with Tris-EDTA, can be considered as a promising alternative therapeutic option to control canine ear infection and to reduce antibiotic use.

외이염을 앓고 있는 개에서 항생제 내성이 증가함에 따라, 항생제 대체제나 혹은 보다 효과적인 치료법이 필요하다. Leptospermum scoparium에서 추출된 manuka 정유는 항균 작용이 있는 것으로 잘 알려져 있으나, 그람 음성균은 외부막의 불투과성으로 인하여 내성이 있다. 이 연구의 목적은 Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ssp. pneumoniae, Proteus mirabilis를 포함한 53종의 그람 음성균에 대한 항생제 감수성 검사 및 Tris-EDTA와 혼합 시 manuka 정유의 최소 정균 농도(MIC)와 최소 살균 농도(MBC)를 확인하는 것이다. 총 44 개의 균주가 적어도 하나의 항생제에 대해 내성을 가지고 있으며, 그 중 19 개의 균주는 다제내성균으로 확인되었다. Manuka 정유의 단독의 MIC 및 MBC는 각각 1 %(v/v) 이상 및 2 %(v/v)이상 이였다. 실험에 사용한 Tris-EDTA (1.125:0.3 mg/ml)의 농도에서 항생 효과는 없었다. 그러나, manuka 정유와 Tris-EDTA의 혼합하였을 때, MIC(0.06%에서 0.5%, v/v; P <0.001)와 MBC(0.06%에서 1%, v/v; P<0.001) 모두 크게 줄어들었다. 또한, Tris-EDTA를 혼합한 manuka 정유의 항생 작용은 다제내성균과 비 다제내성균과의 차이는 확인되지 않았다(P>0.05). 결론적으로, 실험 결과에 따르면, manuka 정유, 특히, Tris-EDTA와 혼합된 manuka 정유는 개의 외이염 치료에 있어서 효과적이고, 항생제 사용을 줄여줄 수 있는 대체제로서의 가능성을 보여주었다.