Antimicrobial and toxicological evaluation of Origanum vulgare: an in vivo study / Avaliação antimicrobiana e toxicológica de Origanum vulgare: um estudo in vivo

Abstract Origanum vulgare has been of great interest in academia and pharma industry due to its antioxidant, antifungal and antitumor properties. The present study aimed to find the anti-MRSA potential and in vivo toxicity assessments of O. vulgare. O. vulgare extract was used to monitor anti-MRSA activity in mice. Following MRSA established infection in mice (Mus musculus), treatment with O. vulgare was continued for 7 days. Autopsies were performed and re-isolation, gross lesion scoring and bacterial load in various organs were measured. Additionally, blood sample was analysed for hematological assays. Toxicity assessment of O. vulgare potential as medicine was done at 200 mg/kg and 400 mg/kg by evaluating liver and kidney functions. Bacterial load and gross lesion in lungs and heart were significantly low compared to positive control following O. vulgare treatment. Likewise, O. vulgare treated groups had hematological, neutrophil and TLC values similar to control groups. Increased AST, ALP and total bilirubin alongwith marked hepatocellular degeneration and distortion around the central vein, inflammatory cell infiltration, and cytoplasmic vacuolization of hepatic cells was observed at higher dose. It is concluded that crude extract of O. vulgare may contain beneficial secondary metabolites and in future may be explored for curing infectious diseases.

Resumo Origanum vulgare tem despertado grande interesse na academia e na indústria farmacêutica devido às suas propriedades antioxidantes, antifúngicas e antitumorais. O presente estudo teve como objetivo encontrar o potencial anti-MRSA e avaliações de toxicidade in vivo de O. vulgare. O extrato de O. vulgare foi usado para monitorar a atividade anti-MRSA em camundongos. Após infecção estabelecida por MRSA em camundongos (Mus musculus), o tratamento com O. vulgare foi continuado por 7 dias. As autópsias foram realizadas e o reisolamento, pontuação das lesões grosseiras e carga bacteriana em vários órgãos foram medidos. Além disso, a amostra de sangue foi analisada para ensaios hematológicos. A avaliação da toxicidade do potencial de O. vulgare como medicamento foi feita com 200 mg / kg e 400 mg / kg, avaliando as funções hepática e renal. A carga bacteriana e as lesões graves nos pulmões e no coração foram significativamente baixas em comparação com o controle positivo após o tratamento com O. vulgare. Da mesma forma, os grupos tratados com O. vulgare apresentaram valores hematológicos, de neutrófilos e de TLC semelhantes aos grupos de controle. Aumento de AST, ALP e bilirrubina total juntamente com degeneração hepatocelular marcada e distorção ao redor da veia central, infiltração de células inflamatórias e vacuolização citoplasmática de células hepáticas foram observados em doses mais altas. Conclui-se que o extrato bruto de O. vulgare pode conter metabólitos secundários benéficos e, no futuro, pode ser explorado para a cura de doenças infecciosas.

Gut dysbiosis, inflammation and type 2 diabetes in mice using synthetic gut microbiota from diabetic humans / Disbiose intestinal, inflamação e diabetes tipo 2 em camundongos usando microbiota intestinal sintética de humanos diabéticos

Abstract The study was aimed to assess impact of high fat diet (HFD) and synthetic human gut microbiota (GM) combined with HFD and chow diet (CD) in inducing type-2 diabetes (T2D) using mice model. To our knowledge, this is the first study using selected human GM transplantation via culture based method coupled dietary modulation in mice for in vivo establishment of inflammation leading to T2D and gut dysbiosis. Twenty bacteria (T2D1-T2D20) from stool samples of confirmed T2D subjects were found to be morphologically different and subjected to purification on different media both aerobically and anerobically, which revealed seven bacteria more common among 20 isolates on the basis of biochemical characterization. On the basis of 16S rRNA gene sequencing, these seven isolates were identified as Bacteroides stercoris (MT152636), Lactobacillus acidophilus (MT152637), Lactobacillus salivarius (MT152638), Ruminococcus bromii (MT152639), Klebsiella aerogenes (MT152640), Bacteroides fragilis (MT152909), Clostridium botulinum (MT152910). The seven isolates were subsequently used as synthetic gut microbiome (GM) for their role in inducing T2D in mice. Inbred strains of albino mice were divided into four groups and were fed with CD, HFD, GM+HFD and GM+CD. Mice receiving HFD and GM+modified diet (CD/HFD) showed highly significant (P<0.05) increase in weight and blood glucose concentration as well as elevated level of inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6, and MCP-1) compared to mice receiving CD only. The 16S rRNA gene sequencing of 11 fecal bacteria obtained from three randomly selected animals from each group revealed gut dysbiosis in animals receiving GM. Bacterial strains including Bacteroides gallinarum (MT152630), Ruminococcus bromii (MT152631), Lactobacillus acidophilus (MT152632), Parabacteroides gordonii (MT152633), Prevotella copri (MT152634) and Lactobacillus gasseri (MT152635) were isolated from mice treated with GM+modified diet (HFD/CD) compared to strains Akkermansia muciniphila (MT152625), Bacteriodes sp. (MT152626), Bacteroides faecis (MT152627), Bacteroides vulgatus (MT152628), Lactobacillus plantarum (MT152629) which were isolated from mice receiving CD/HFD. In conclusion, these findings suggest that constitution of GM and diet plays significant role in inflammation leading to onset or/and possibly progression of T2D. .

Resumo O estudo teve como objetivo avaliar o impacto da dieta rica em gordura (HFD) e da microbiota intestinal humana sintética (GM) combinada com HFD e dieta alimentar (CD) na indução de diabetes tipo 2 (T2D) usando modelo de camundongos. Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo usando transplante de GM humano selecionado através do método baseado em cultura acoplada à modulação dietética em camundongos para o estabelecimento in vivo de inflamação que leva a T2D e disbiose intestinal. Vinte bactérias (T2D1-T2D20) de amostras de fezes de indivíduos T2D confirmados verificaram ser morfologicamente diferentes e foram submetidas à purificação em meios diferentes aerobicamente e anaerobicamente, o que revelou sete bactérias mais comuns entre 20 isolados com base na caracterização bioquímica. Com base no sequenciamento do gene 16S rRNA, esses sete isolados foram identificados como Bacteroides stercoris (MT152636), Lactobacillus acidophilus (MT152637), Lactobacillus salivarius (MT152638), Ruminococcus bromii (MT152639), Klebsiella aerogenides (MT152640), Bacteroides fragilis (MT152909), Clostridium botulinum (MT152910). Esses sete isolados foram, posteriormente, usados ​​como microbioma intestinal sintético (GM) por seu papel na indução de T2D em camundongos. Linhagens consanguíneas de camundongos albinos foram divididas em quatro grupos e foram alimentadas com CD, HFD, GM + HFD e GM + CD. Camundongos que receberam a dieta modificada com HFD e GM + (CD / HFD) mostraram um aumento altamente significativo (P < 0,05) no peso e na concentração de glicose no sangue, bem como um nível elevado de citocinas inflamatórias (TNF-α, IL-6 e MCP-1) em comparação com os ratos que receberam apenas CD. O sequenciamento do gene 16S rRNA de 11 bactérias fecais obtidas de três animais selecionados aleatoriamente de cada grupo revelou disbiose intestinal em animais que receberam GM. Cepas bacterianas, incluindo Bacteroides gallinarum (MT152630), Ruminococcus bromii (MT152631), Lactobacillus acidophilus (MT152632), Parabacteroides gordonii (MT152633), Prevotella copri (MT152634) e Lactobacillus Gasseri (MT152635D), foram tratadas com dieta modificada / CD) em comparação com as linhagens Akkermansia muciniphila (MT152625), Bacteriodes sp. (MT152626), Bacteroides faecis (MT152627), Bacteroides vulgatus (MT152628), Lactobacillus plantarum (MT152629), que foram isoladas de camundongos recebendo CD / HFD. Em conclusão, esses resultados sugerem que a constituição de GM e dieta desempenham papel significativo na inflamação levando ao início ou/e possivelmente à progressão de T2D.

Gut dysbiosis, inflammation and type 2 diabetes in mice using synthetic gut microbiota from diabetic humans / Disbiose intestinal, inflamação e diabetes tipo 2 em camundongos usando microbiota intestinal sintética de humanos diabéticos

The study was aimed to assess impact of high fat diet (HFD) and synthetic human gut microbiota (GM) combined with HFD and chow diet (CD) in inducing type-2 diabetes (T2D) using mice model. To our knowledge, this is the first study using selected human GM transplantation via culture based method coupled dietary modulation in mice for in vivo establishment of inflammation leading to T2D and gut dysbiosis. Twenty bacteria (T2D1-T2D20) from stool samples of confirmed T2D subjects were found to be morphologically different and subjected to purification on different media both aerobically and anerobically, which revealed seven bacteria more common among 20 isolates on the basis of biochemical characterization. On the basis of 16S rRNA gene sequencing, these seven isolates were identified as Bacteroides stercoris (MT152636), Lactobacillus acidophilus (MT152637), Lactobacillus salivarius (MT152638), Ruminococcus bromii (MT152639), Klebsiella aerogenes (MT152640), Bacteroides fragilis (MT152909), Clostridium botulinum (MT152910). The seven isolates were subsequently used as synthetic gut microbiome (GM) for their role in inducing T2D in mice. Inbred strains of albino mice were divided into four groups and were fed with CD, HFD, GM+HFD and GM+CD. Mice receiving HFD and GM+modified diet (CD/HFD) showed highly significant (P<0.05) increase in weight and blood glucose concentration as well as elevated level of inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6, and MCP-1) compared to mice receiving CD only. The 16S rRNA gene sequencing of 11 fecal bacteria obtained from three randomly selected animals from each group revealed gut dysbiosis in animals receiving GM. Bacterial strains including Bacteroides gallinarum (MT152630), Ruminococcus bromii (MT152631), Lactobacillus acidophilus (MT152632), Parabacteroides gordonii (MT152633), Prevotella copri (MT152634) and Lactobacillus gasseri (MT152635) were isolated from mice [...].

O estudo teve como objetivo avaliar o impacto da dieta rica em gordura (HFD) e da microbiota intestinal humana sintética (GM) combinada com HFD e dieta alimentar (CD) na indução de diabetes tipo 2 (T2D) usando modelo de camundongos. Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo usando transplante de GM humano selecionado através do método baseado em cultura acoplada à modulação dietética em camundongos para o estabelecimento in vivo de inflamação que leva a T2D e disbiose intestinal. Vinte bactérias (T2D1-T2D20) de amostras de fezes de indivíduos T2D confirmados verificaram ser morfologicamente diferentes e foram submetidas à purificação em meios diferentes aerobicamente e anaerobicamente, o que revelou sete bactérias mais comuns entre 20 isolados com base na caracterização bioquímica. Com base no sequenciamento do gene 16S rRNA, esses sete isolados foram identificados como Bacteroides stercoris (MT152636), Lactobacillus acidophilus (MT152637), Lactobacillus salivarius (MT152638), Ruminococcus bromii (MT152639), Klebsiella aerogenides (MT152640), Bacteroides fragilis (MT152909), Clostridium botulinum (MT152910). Esses sete isolados foram, posteriormente, usados como microbioma intestinal sintético (GM) por seu papel na indução de T2D em camundongos. Linhagens consanguíneas de camundongos albinos foram divididas em quatro grupos e foram alimentadas com CD, HFD, GM + HFD e GM + CD. Camundongos que receberam a dieta modificada com HFD e GM + (CD / HFD) mostraram um aumento altamente significativo (P < 0,05) no peso e na concentração de glicose no sangue, bem como um nível elevado de citocinas inflamatórias (TNF-α, IL-6 e MCP-1) em comparação com os ratos que receberam apenas CD. O sequenciamento do gene 16S rRNA de 11 bactérias fecais obtidas de três animais selecionados aleatoriamente de cada grupo revelou disbiose intestinal em animais que receberam GM. Cepas bacterianas, incluindo Bacteroides gallinarum (MT152630), Ruminococcus [...].

Antimicrobial and toxicological evaluation of Origanum vulgare: an in vivo study / Avaliação antimicrobiana e toxicológica de Origanum vulgare: um estudo in vivo

Origanum vulgare has been of great interest in academia and pharma industry due to its antioxidant, antifungal and antitumor properties. The present study aimed to find the anti-MRSA potential and in vivo toxicity assessments of O. vulgare. O. vulgare extract was used to monitor anti-MRSA activity in mice. Following MRSA established infection in mice (Mus musculus), treatment with O. vulgare was continued for 7 days. Autopsies were performed and re-isolation, gross lesion scoring and bacterial load in various organs were measured. Additionally, blood sample was analysed for hematological assays. Toxicity assessment of O. vulgare potential as medicine was done at 200 mg/kg and 400 mg/kg by evaluating liver and kidney functions. Bacterial load and gross lesion in lungs and heart were significantly low compared to positive control following O. vulgare treatment. Likewise, O. vulgare treated groups had hematological, neutrophil and TLC values similar to control groups. Increased AST, ALP and total bilirubin along with marked hepatocellular degeneration and distortion around the central vein, inflammatory cell infiltration, and cytoplasmic vacuolization of hepatic cells was observed at higher dose. It is concluded that crude extract of O. vulgare may contain beneficial secondary metabolites and in future may be explored for curing infectious diseases.

Origanum vulgare tem despertado grande interesse na academia e na indústria farmacêutica devido às suas propriedades antioxidantes, antifúngicas e antitumorais. O presente estudo teve como objetivo encontrar o potencial anti-MRSA e avaliações de toxicidade in vivo de O. vulgare. O extrato de O. vulgare foi usado para monitorar a atividade anti-MRSA em camundongos. Após infecção estabelecida por MRSA em camundongos (Mus musculus), o tratamento com O. vulgare foi continuado por 7 dias. As autópsias foram realizadas e o reisolamento, pontuação das lesões grosseiras e carga bacteriana em vários órgãos foram medidos. Além disso, a amostra de sangue foi analisada para ensaios hematológicos. A avaliação da toxicidade do potencial de O. vulgare como medicamento foi feita com 200 mg / kg e 400 mg / kg, avaliando as funções hepática e renal. A carga bacteriana e as lesões graves nos pulmões e no coração foram significativamente baixas em comparação com o controle positivo após o tratamento com O. vulgare. Da mesma forma, os grupos tratados com O. vulgare apresentaram valores hematológicos, de neutrófilos e de TLC semelhantes aos grupos de controle. Aumento de AST, ALP e bilirrubina total juntamente com degeneração hepatocelular marcada e distorção ao redor da veia central, infiltração de células inflamatórias e vacuolização citoplasmática de células hepáticas foram observados em doses mais altas. Conclui-se que o extrato bruto de O. vulgare pode conter metabólitos secundários benéficos e, no futuro, pode ser explorado para a cura de doenças infecciosas.

Gut dysbiosis, inflammation and type 2 diabetes in mice using synthetic gut microbiota from diabetic humans

Abstract The study was aimed to assess impact of high fat diet (HFD) and synthetic human gut microbiota (GM) combined with HFD and chow diet (CD) in inducing type-2 diabetes (T2D) using mice model. To our knowledge, this is the first study using selected human GM transplantation via culture based method coupled dietary modulation in mice for in vivo establishment of inflammation leading to T2D and gut dysbiosis. Twenty bacteria (T2D1-T2D20) from stool samples of confirmed T2D subjects were found to be morphologically different and subjected to purification on different media both aerobically and anerobically, which revealed seven bacteria more common among 20 isolates on the basis of biochemical characterization. On the basis of 16S rRNA gene sequencing, these seven isolates were identified as Bacteroides stercoris (MT152636), Lactobacillus acidophilus (MT152637), Lactobacillus salivarius (MT152638), Ruminococcus bromii (MT152639), Klebsiella aerogenes (MT152640), Bacteroides fragilis (MT152909), Clostridium botulinum (MT152910). The seven isolates were subsequently used as synthetic gut microbiome (GM) for their role in inducing T2D in mice. Inbred strains of albino mice were divided into four groups and were fed with CD, HFD, GM+HFD and GM+CD. Mice receiving HFD and GM+modified diet (CD/HFD) showed highly significant (P 0.05) increase in weight and blood glucose concentration as well as elevated level of inflammatory cytokines (TNF-, IL-6, and MCP-1) compared to mice receiving CD only. The 16S rRNA gene sequencing of 11 fecal bacteria obtained from three randomly selected animals from each group revealed gut dysbiosis in animals receiving GM. Bacterial strains including Bacteroides gallinarum (MT152630), Ruminococcus bromii (MT152631), Lactobacillus acidophilus (MT152632), Parabacteroides gordonii (MT152633), Prevotella copri (MT152634) and Lactobacillus gasseri (MT152635) were isolated from mice treated with GM+modified diet (HFD/CD) compared to strains Akkermansia muciniphila (MT152625), Bacteriodes sp. (MT152626), Bacteroides faecis (MT152627), Bacteroides vulgatus (MT152628), Lactobacillus plantarum (MT152629) which were isolated from mice receiving CD/HFD. In conclusion, these findings suggest that constitution of GM and diet plays significant role in inflammation leading to onset or/and possibly progression of T2D. .

Resumo O estudo teve como objetivo avaliar o impacto da dieta rica em gordura (HFD) e da microbiota intestinal humana sintética (GM) combinada com HFD e dieta alimentar (CD) na indução de diabetes tipo 2 (T2D) usando modelo de camundongos. Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo usando transplante de GM humano selecionado através do método baseado em cultura acoplada à modulação dietética em camundongos para o estabelecimento in vivo de inflamação que leva a T2D e disbiose intestinal. Vinte bactérias (T2D1-T2D20) de amostras de fezes de indivíduos T2D confirmados verificaram ser morfologicamente diferentes e foram submetidas à purificação em meios diferentes aerobicamente e anaerobicamente, o que revelou sete bactérias mais comuns entre 20 isolados com base na caracterização bioquímica. Com base no sequenciamento do gene 16S rRNA, esses sete isolados foram identificados como Bacteroides stercoris (MT152636), Lactobacillus acidophilus (MT152637), Lactobacillus salivarius (MT152638), Ruminococcus bromii (MT152639), Klebsiella aerogenides (MT152640), Bacteroides fragilis (MT152909), Clostridium botulinum (MT152910). Esses sete isolados foram, posteriormente, usados como microbioma intestinal sintético (GM) por seu papel na indução de T2D em camundongos. Linhagens consanguíneas de camundongos albinos foram divididas em quatro grupos e foram alimentadas com CD, HFD, GM + HFD e GM + CD. Camundongos que receberam a dieta modificada com HFD e GM + (CD / HFD) mostraram um aumento altamente significativo (P 0,05) no peso e na concentração de glicose no sangue, bem como um nível elevado de citocinas inflamatórias (TNF-, IL-6 e MCP-1) em comparação com os ratos que receberam apenas CD. O sequenciamento do gene 16S rRNA de 11 bactérias fecais obtidas de três animais selecionados aleatoriamente de cada grupo revelou disbiose intestinal em animais que receberam GM. Cepas bacterianas, incluindo Bacteroides gallinarum (MT152630), Ruminococcus bromii (MT152631), Lactobacillus acidophilus (MT152632), Parabacteroides gordonii (MT152633), Prevotella copri (MT152634) e Lactobacillus Gasseri (MT152635D), foram tratadas com dieta modificada / CD) em comparação com as linhagens Akkermansia muciniphila (MT152625), Bacteriodes sp. (MT152626), Bacteroides faecis (MT152627), Bacteroides vulgatus (MT152628), Lactobacillus plantarum (MT152629), que foram isoladas de camundongos recebendo CD / HFD. Em conclusão, esses resultados sugerem que a constituição de GM e dieta desempenham papel significativo na inflamação levando ao início ou/e possivelmente à progressão de T2D.

Antimicrobial and toxicological evaluation of Origanum vulgare: an in vivo study

Abstract Origanum vulgare has been of great interest in academia and pharma industry due to its antioxidant, antifungal and antitumor properties. The present study aimed to find the anti-MRSA potential and in vivo toxicity assessments of O. vulgare. O. vulgare extract was used to monitor anti-MRSA activity in mice. Following MRSA established infection in mice (Mus musculus), treatment with O. vulgare was continued for 7 days. Autopsies were performed and re-isolation, gross lesion scoring and bacterial load in various organs were measured. Additionally, blood sample was analysed for hematological assays. Toxicity assessment of O. vulgare potential as medicine was done at 200 mg/kg and 400 mg/kg by evaluating liver and kidney functions. Bacterial load and gross lesion in lungs and heart were significantly low compared to positive control following O. vulgare treatment. Likewise, O. vulgare treated groups had hematological, neutrophil and TLC values similar to control groups. Increased AST, ALP and total bilirubin alongwith marked hepatocellular degeneration and distortion around the central vein, inflammatory cell infiltration, and cytoplasmic vacuolization of hepatic cells was observed at higher dose. It is concluded that crude extract of O. vulgare may contain beneficial secondary metabolites and in future may be explored for curing infectious diseases.

Resumo Origanum vulgare tem despertado grande interesse na academia e na indústria farmacêutica devido às suas propriedades antioxidantes, antifúngicas e antitumorais. O presente estudo teve como objetivo encontrar o potencial anti-MRSA e avaliações de toxicidade in vivo de O. vulgare. O extrato de O. vulgare foi usado para monitorar a atividade anti-MRSA em camundongos. Após infecção estabelecida por MRSA em camundongos (Mus musculus), o tratamento com O. vulgare foi continuado por 7 dias. As autópsias foram realizadas e o reisolamento, pontuação das lesões grosseiras e carga bacteriana em vários órgãos foram medidos. Além disso, a amostra de sangue foi analisada para ensaios hematológicos. A avaliação da toxicidade do potencial de O. vulgare como medicamento foi feita com 200 mg / kg e 400 mg / kg, avaliando as funções hepática e renal. A carga bacteriana e as lesões graves nos pulmões e no coração foram significativamente baixas em comparação com o controle positivo após o tratamento com O. vulgare. Da mesma forma, os grupos tratados com O. vulgare apresentaram valores hematológicos, de neutrófilos e de TLC semelhantes aos grupos de controle. Aumento de AST, ALP e bilirrubina total juntamente com degeneração hepatocelular marcada e distorção ao redor da veia central, infiltração de células inflamatórias e vacuolização citoplasmática de células hepáticas foram observados em doses mais altas. Conclui-se que o extrato bruto de O. vulgare pode conter metabólitos secundários benéficos e, no futuro, pode ser explorado para a cura de doenças infecciosas.