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. 2024 Jul 1;23(3):391-399.
doi: 10.4103/aam.aam_197_23. Epub 2024 May 13.

Synergistic Interaction of Certain Essential Oils and Their Active Compounds with Fluconazole against Azole-resistant Strains of Cryptococcus neoformans

[Article in French, English]
Mohd Sajjad Ahmad Khan  1
Affiliations

Synergistic Interaction of Certain Essential Oils and Their Active Compounds with Fluconazole against Azole-resistant Strains of Cryptococcus neoformans

[Article in French, English]
Mohd Sajjad Ahmad Khan. Ann Afr Med. .

Abstract
in English, French, French

Objectives: This study investigated the anti-cryptococcal potential of certain essential oils (EOs)/compounds alone and in combination with fluconazole.

Materials and methods: We investigated the antifungal activity of oils of Cinnamomum verum, Cymbopogon citratus, Cymbopogon martini, and Syzygium aromaticum, and their major active ingredients cinnamaldehyde, citral, eugenol, and geraniol against clinical and standard strains of Cryptococcus neoformans (CN). Disc diffusion, broth microdilution, checkerboard methods, and transmission electron microscopy were employed to determine growth inhibition, synergistic interaction, and mechanism of action of test compounds.

Results: EOs/compounds showed pronounced antifungal efficacy against azole-resistant CN in the order of cinnamaldehyde > eugenol > S. aromaticum > C. verum > citral > C. citratus > geraniol ≥ C. martini, each exhibiting zone of inhibition >15 mm. These oils/compounds were highly cidal compared to fluconazole. Eugenol and cinnamaldehyde showed the strongest synergy with fluconazole against CN by lowering their MICs up to 32-fold. Transmission electron microscopy indicated damage of the fungal cell wall, cell membrane, and other endomembranous organelles.

Conclusion: Test oils and their active compounds exhibited potential anti-cryptococcus activity against the azole-resistant strains of CN. Moreover, eugenol and cinnamaldehyde significantly potentiated the anti-cryptococcal activity of fluconazole. It is suggested that multiple sites of action from oils/compounds could turn static fluconazole into a cidal drug combination in combating cryptococcosis.

RésuméObjectifs: Cette étude a étudié le potentiel anti-cryptocoque de certaines huiles essentielles (HE)/composés seuls et en combinaison avec fluconazole. Matériels et méthodes: Nous avons étudié l’activité antifongique des huiles de Cinnamomum verum, Cymbopogon citratus, Cymbopogon martini et Syzygium spiceum , et leurs principaux ingrédients actifs, le cinnamaldéhyde, le citral, l’eugénol et le géraniol, contre les normes cliniques et standards. souches de Cryptococcus neoformans (CN). Diffusion sur disque, microdilution en bouillon, méthodes en damier et microscopie électronique à transmission ont été utilisés pour déterminer l’inhibition de la croissance, l’interaction synergique et le mécanisme d’action des composés testés. Résultats: HE/composés a montré une efficacité antifongique prononcée contre les CN résistantes aux azoles dans l’ordre suivant: cinnamaldéhyde > eugénol > S. spiceum > C. verum > citral > C. citratus > géraniol ≥ C. martini , chacun présentant une zone d’inhibition > 15 mm. Ces huiles/composés étaient hautement cides par rapport au fluconazole. L’eugénol et le cinnamaldéhyde ont montré la synergie la plus forte avec le fluconazole contre le CN en abaissant leurs CMI jusqu’à 32 fois. La microscopie électronique à transmission a indiqué des dommages à la paroi cellulaire fongique, à la membrane cellulaire et à d’autres organites endomembranaires. Conclusion: Les huiles testées et leurs composés actifs ont montré une activité anti-cryptocoque potentielle contre les souches de CN résistantes aux azoles. De plus, l’eugénol et le cinnamaldéhyde ont significativement potentialisé l’activité anticryptococcique du fluconazole. Il est suggéré que plusieurs Les sites d’action des huiles/composés pourraient transformer le fluconazole statique en une combinaison médicamenteuse cide pour lutter contre la cryptococcose.

Objectifs:: Cette étude a étudié le potentiel anti-cryptocoque de certaines huiles essentielles (HE)/composés seuls et en combinaison avec fluconazole.

Matériels et méthodes:: Nous avons étudié l’activité antifongique des huiles de Cinnamomum verum, Cymbopogon citratus, Cymbopogon martini et Syzygium spiceum, et leurs principaux ingrédients actifs, le cinnamaldéhyde, le citral, l’eugénol et le géraniol, contre les normes cliniques et standards. souches de Cryptococcus neoformans (CN). Diffusion sur disque, microdilution en bouillon, méthodes en damier et microscopie électronique à transmission ont été utilisés pour déterminer l’inhibition de la croissance, l’interaction synergique et le mécanisme d’action des composés testés.

Résultats:: HE/composés a montré une efficacité antifongique prononcée contre les CN résistantes aux azoles dans l’ordre suivant: cinnamaldéhyde > eugénol > S. spiceum > C. verum > citral > C. citratus > géraniol ≥ C. martini, chacun présentant une zone d’inhibition > 15 mm. Ces huiles/composés étaient hautement cides par rapport au fluconazole. L’eugénol et le cinnamaldéhyde ont montré la synergie la plus forte avec le fluconazole contre le CN en abaissant leurs CMI jusqu’à 32 fois. La microscopie électronique à transmission a indiqué des dommages à la paroi cellulaire fongique, à la membrane cellulaire et à d’autres organites endomembranaires.

Conclusion:: Les huiles testées et leurs composés actifs ont montré une activité anti-cryptocoque potentielle contre les souches de CN résistantes aux azoles. De plus, l’eugénol et le cinnamaldéhyde ont significativement potentialisé l’activité anticryptococcique du fluconazole. Il est suggéré que plusieurs Les sites d’action des huiles/composés pourraient transformer le fluconazole statique en une combinaison médicamenteuse cide pour lutter contre la cryptococcose.

PubMed Disclaimer

Conflict of interest statement

There are no conflicts of interest.

Figures

Figure 1
Figure 1
Time-dependent killing potential of oils (a) and compounds (b) against Cryptococcus neoformans
Figure 2
Figure 2
Transmission electron micrographs of Cryptococcus neoformans. (a) untreated control, showing intact cell and its ultra-structures (b and c) treated with cinnamaldehyde at 50 μg/ml; (d and e) treated with eugenol at 100 μg/ml. (1) loss of capsule, thickening of cell wall; (2) excessive vacuolization; (3) loosening and disintegration of cell membrane; (4) loosening of cell wall and capsule and their disintegration; (5) disruption of cell membrane; (6) excessive deposition of lipid globules; (7) stripping of cell membrane; (8) abnormal distribution of polysaccharides in cytoplasm and disorganization or degradation of organelles; (9) disruption of capsule and cell wall thickening
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References

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