Efficacy of Origanum essential oils for inhibition of potentially pathogenic fungi

Abstract

This study aimed to assess the efficacy of O. vulgare L. and O. majorana L. essential oil in inhibiting the growth and survival of potentially pathogenic fungal strains and also sought to evaluate the possible mechanisms involved in the establishment of the antifungal property of the tested essential oils through assays of osmotic stability and morphogenesis. Test strains included in this study were Candida albicans ATCC 7645, C. tropicalis LM-14, C. krusei LM-09, Cryptococcus neoformans FGF-5, Aspergillus flavus LM-02, A. fumigatus IPP-21, T. rubrum ATCC 28184, T. mentagrophytes LM-64, Microsporum gypseum ATCC 184, M. canis LM-36 and Cladosporium herbarium ATCC 26362. O. vulgare essential oil presented a MIC value of 80 µL/mL, while for O. majorana this was 160 µL/mL. C. krusei LM-09 was the only strain resistant to all assayed concentrations of both essential oils. O. vulgare and O. majorana essential oil at their MIC values provided a cidal effect against C. albicans ATCC 7645 after 4 h of exposure. O. vulgare essential oil at 80 µL/mL exhibited 100 % inhibition of the radial mycelia growth of T. rubrum ATCC 28184 and M. canis LM-36 for 14 days. Assayed fungus strain protected by sorbitol (osmo-protectant agent) grew in media containing higher concentrations of O. vulgare and O. majorana essential oil in comparison to media without sorbitol, suggesting some specificity of these essential oils for targeting cell wall in the fungi cell. Main morphological changes observed under light microscopy provided by the essential oil of O. vulgare in A. flavus LM-02 were decreased conidiation, leakage of cytoplasm, loss of pigmentation and disrupted cell structure indicating fungal wall degeneration. These results suggest that essential oils from Origanum could be regarded as a potential antifungal compound for controlling the growth of pathogen fungi and the occurrence of mycoses.O objetivo deste estudo foi observar a eficácia do óleo essencial de O. vulgare L. e O. majorana L. na inibição do crescimento e sobrevivência de cepas de fungos potencialmente patogênicas, bem como avaliar os possíveis mecanismos envolvidos no estabelecimento da propriedade antifúngica dos óleos essenciais testados através do ensaio de estabilidade osmótica e morfogênese. As cepas fúngicas utilizadas neste estudo foram Candida albicans ATCC 7645, C. tropicalis LM-14, C. krusei LM-09, Cryptococcus neoformans FGF-5, Aspergillus flavus LM-02, A. fumigatus IPP-21, T. rubrum ATCC 28184, T. mentagrophytes LM-64, Microsporum gypseum ATCC 184, M. canis LM-36 e Cladosporium herbarium ATCC 26362. O óleo essencial de O. vulgare apresentou valor de CIM de 80 µL/mL, enquanto o óleo essencial de O. majorana apresentou valor de CIM de 160 µL/mL. C. krusei LM-09 apresentou-se como a única cepa resistente a todas as concentrações ensaiadas de ambos os óleos essenciais. Os óleos essenciais testados quando ensaiadas em seu valor de CIM causaram um efeito fungicida contra C. albicans ATCC 7645 após 4 h de exposição. O óleo essencial de O. vulgare na concentração de 80 µL/mL exibiu uma total inibição do crescimento micelial radial de T. rubrum ATCC 28184 e M. canis LM-36 ao longo de 14 dias. As cepas fúngicas ensaiadas quando tratadas com sorbitol (agente osmo-protetor) foram capazes de crescer em meio adicionado de mais altas concentrações dos óleos essenciais quando comparados ao meio não adicionado de sorbitol, sugerindo especificidade destes produtos a parede celular como alvo na célula fúngica. As principais alterações causadas pelo óleo essencial de O. vulgare sobre a morfologia de A. flavus LM-02 foram diminuída conidiação, perda de citoplasma, perda de pigmentação e ruptura da estrutura celular indicando degeneração da parede celular fúngica. Estes resultados sugerem que óleos essenciais de espécies de Origanum poderiam ser considerados como potenciais antifúngicos para o controle de fungos patógenos e ocorrência de micoses.

Keywords

• Óleo essencial
• Patógenos fúngicos
• Origanum sp
• Essential oil
• Pathogen fungi
• Origanum sp