DOI: https://doi.org/10.1186/s12906-025-04794-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39966872
تاريخ النشر: 2025-02-18
المؤلف: Hend Khairy Fekry Ghaly وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات بحث نبات الكركديه
نظرة عامة
تبحث الدراسة في الخصائص المضادة للبكتيريا لاستخراج الهيدروإيثانولي من كؤوس *Hibiscus sabdariffa* L. (الروزيل) ضد البكتيريا المقاومة لمتعددة الأدوية (MDR)، والتي تشكل تهديدًا كبيرًا للصحة العالمية. تسلط الدراسة الضوء على إمكانيات النباتات الطبية التقليدية، وخاصة *H. sabdariffa*، المعروفة بمكوناتها الحيوية النشطة ذات الأنشطة العلاجية المتنوعة، بما في ذلك التأثيرات المضادة للميكروبات. باستخدام كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS)، حدد الباحثون سبعة وعشرين مركبًا عضويًا متطايرًا في الاستخراج، بما في ذلك مكونات مهمة مثل (E)-10-Octadecenoic acid methyl ester (59.23%) و8,11-Octadecadienoic acid, methyl ester (11.51%).
تشير النتائج إلى أن الاستخراج الهيدروإيثانولي يظهر نشاطًا مضادًا للبكتيريا قويًا ضد عزلات سريرية مختارة من MDR، بما في ذلك *Acinetobacter baumannii*، *Escherichia coli*، *Klebsiella pneumoniae*، و*Pseudomonas aeruginosa*، كما يتضح من مقاييس مختلفة مثل قطر مناطق التثبيط، التركيز المثبط الأدنى (MIC)، والتركيز القاتل الأدنى (MBC). تستنتج الدراسة أن وجود البوليفينولات، الفلافونويدات، الأنثوسيانين، والمكونات العطرية المتطايرة في كؤوس *H. sabdariffa* يساهم في خصائصها المضادة للأكسدة والمضادة للبكتيريا، مما يقلل بشكل فعال من قدرة هذه البكتيريا السالبة الجرام MDR على التسبب في الأمراض.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث القضية الملحة للبكتيريا المقاومة لمتعددة الأدوية (MDR)، وخاصة مسببات الأمراض “ESKAPE”، والتي تشمل *Enterococcus faecium*، *Staphylococcus aureus*، *Klebsiella pneumoniae*، *Acinetobacter baumannii*، *Pseudomonas aeruginosa*، وأنواع *Enterobacter*. تتميز هذه المسببات بقدرتها على مقاومة دواء مضاد للبكتيريا واحد على الأقل من ثلاث فئات أو أكثر من المضادات الحيوية، حيث تظهر سلالات مقاومة للأدوية بشكل واسع (XDR) مقاومة لجميع الفئات الست. تسلط الورقة الضوء على الحاجة الملحة لاستكشاف استراتيجيات مضادة للميكروبات بديلة، خاصة من خلال استخدام النباتات الطبية التقليدية ومركباتها الحيوية النشطة، لمكافحة ارتفاع مقاومة المضادات الحيوية.
تُعتبر واحدة من هذه النباتات، *Hibiscus sabdariffa* L. (الروزيل)، معروفة بتكوينها الغني من المركبات الحيوية النشطة، بما في ذلك الأنثوسيانين، البوليفينولات، والفلافونويدات، المرتبطة بفوائد صحية متنوعة، مثل الأنشطة المضادة للبكتيريا والمضادة للأكسدة. تؤكد الدراسة على إمكانيات هذه المركبات النباتية كعوامل مضادة للبكتيريا متعددة الأهداف، تهدف إلى التخفيف من الآثار السلبية للمضادات الحيوية الاصطناعية التقليدية. لهذا الغرض، تستخدم الدراسة تحليل الربط الجزيئي في الحاسوب لتقييم الخصائص المضادة للبكتيريا للمكونات العطرية المتطايرة من كؤوس *H. sabdariffa*، مستهدفة آليات البقاء البكتيرية المحددة، وهي *E. coli* MenB lyase وDNA gyrase. تهدف هذه الطريقة إلى تحديد مؤشرات علاجية واعدة لتطوير عوامل مضادة للبكتيريا جديدة.
الطرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. توضح المواد المستخدمة، بما في ذلك الكواشف المحددة، المعدات، وأي عينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية التقنيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مثل الاختبارات الإحصائية أو النماذج الحاسوبية، والتي تعتبر حاسمة للتحقق من النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم الظروف التجريبية، بما في ذلك الضوابط والمتغيرات، لتوضيح كيفية الحصول على النتائج. يسمح هذا النهج الشامل بفهم دقيق لعملية البحث، مما يمكن الباحثين الآخرين من تكرار الدراسة أو البناء على نتائجها.
النتائج
ركزت نتائج الدراسة على تحديد المركبات العضوية المتطايرة في الاستخراج الهيدروإيثانولي من كؤوس *Hibiscus sabdariffa* L.، باستخدام كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS). كشفت التحليلات عن إجمالي سبعة وعشرين مركبًا متطايرًا، بما في ذلك مشتقات الأحماض الدهنية العضوية، الكحوليات، الاسترات، مشتقات السكر، الفورانات، والتربينات، مع أوقات احتفاظ تتراوح من 7.56 إلى 37.03 دقيقة. من الجدير بالذكر أنه تم تحديد خمسة مكونات رئيسية: (E)-10-Octadecenoic acid، methyl ester (59.23%)، 8,11-Octadecadienoic acid، methyl ester (11.51%)، Butanedioic acid، 3-hydroxy-2,2-dimethyl، diethyl ester (6.22%)، Diethyl succinate (2.35%)، وHeptadecanoic acid، 16-methyl-، methyl ester (2.31%). مجتمعة، شكلت هذه المركبات الخمسة 81.62% من إجمالي المكونات المتطايرة، مع عرض خصائص مضادة للأكسدة، ومضادة للالتهابات، ومضادة للبكتيريا، ومضادة للفطريات، ومضادة للسرطان، ومخفضة للدهون.
تؤكد النتائج الدراسات السابقة التي تربط الأنشطة الدوائية لكؤوس الروزيل بمكوناتها المتطايرة الحيوية. يتماشى ملف GC-MS للاستخراج الهيدروإيثانولي من أصل مصري لـ *H. sabdariffa* مع الأبحاث السابقة على الاستخراجات الإندونيسية، التي حددت سبعة عشر مكونًا متطايرًا مرتبطًا بالأنشطة المضادة للبكتيريا في الأسنان. تؤكد هذه الاتساق على الإمكانيات العلاجية لكؤوس الروزيل وتبرز أهمية مركباتها المتطايرة في التوسط في تأثيرات بيولوجية متنوعة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على زراعة، استخراج، وتحليل المركبات النباتية من كؤوس *Hibiscus sabdariffa* (الروزيل) المجففة. تم الحصول على الكؤوس من موزع محلي في مصر وزرعت تحت ظروف محددة لتحسين النمو وعائد المركبات النباتية. شمل عملية الاستخراج طريقة معتمدة على الميكروويف باستخدام محلول هيدروإيثانولي، مما أسفر عن عائد استخراج قدره 8.82 جرام لكل 100 جرام من الكؤوس المجففة. استخدمت الدراسة تقنيات تحليلية متنوعة، بما في ذلك GC-MS لتحديد المكونات المتطايرة وطرق الطيف الضوئي لت quantifying إجمالي محتوى الأنثوسيانين، الفلافونويد، والبوليفينولات، والتي وُجدت أن تكون 13.88 ملغ من مكافئات سيانيدين-3-O-غلوكوزيد/جرام، 30.44 ملغ من مكافئات كيرسيتين/جرام، و58.83 ملغ من مكافئات حمض الغاليك/جرام، على التوالي.
تم تقييم القدرة المضادة للأكسدة للاستخراج باستخدام اختبار التقاط الجذور الحرة DPPH، مما أسفر عن قيمة IC50 قدرها 60.92 ملغ/مل، مما يشير إلى إمكانيات مضادة للأكسدة كبيرة مقارنة بحمض الأسكوربيك. علاوة على ذلك، تم تقييم النشاط المضاد للبكتيريا ضد عزلات سريرية مقاومة لمتعددة الأدوية (MDR)، مما أظهر تثبيطًا فعالًا للنمو في عدة بكتيريا ممرضة، بما في ذلك *Acinetobacter baumannii* و*Escherichia coli*. تؤكد الدراسة على الإمكانيات العلاجية لكؤوس *H. sabdariffa*، منسوبة خصائصها الحيوية النشطة إلى الملف الغني من المركبات النباتية، والتي قد تقدم حلولًا بديلة لمكافحة مقاومة المضادات الحيوية في البيئات السريرية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12906-025-04794-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39966872
Publication Date: 2025-02-18
Author(s): Hend Khairy Fekry Ghaly et al.
Primary Topic: Hibiscus Plant Research Studies
Overview
The research investigates the antibacterial properties of the hydroethanolic extract of Hibiscus sabdariffa L. (Roselle) calyces against multidrug-resistant (MDR) bacteria, which pose a significant global health threat. The study highlights the potential of traditional medicinal plants, specifically H. sabdariffa, which is known for its bioactive metabolites with various therapeutic activities, including antimicrobial effects. Using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), the researchers identified twenty-seven volatile organic compounds in the extract, including significant constituents such as (E)-10-Octadecenoic acid methyl ester (59.23%) and 8,11-Octadecadienoic acid, methyl ester (11.51%).
The findings indicate that the hydroethanolic extract exhibits potent antibacterial activity against selective MDR clinical isolates, including Acinetobacter baumannii, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, and Pseudomonas aeruginosa, as evidenced by various metrics such as the diameter of inhibition zones, minimum inhibitory concentration (MIC), and minimum bactericidal concentration (MBC). The study concludes that the presence of polyphenols, flavonoids, anthocyanins, and volatile aromatic components in H. sabdariffa calyces contributes to its antioxidant and antibacterial properties, effectively reducing the pathogenicity of these MDR Gram-negative bacteria.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the pressing issue of multidrug-resistant (MDR) bacteria, specifically the “ESKAPE” pathogens, which include *Enterococcus faecium*, *Staphylococcus aureus*, *Klebsiella pneumoniae*, *Acinetobacter baumannii*, *Pseudomonas aeruginosa*, and Enterobacter species. These pathogens are characterized by their resistance to at least one antibacterial drug from three or more antibiotic classes, with extensively drug-resistant (XDR) strains showing resistance to all six classes. The paper highlights the urgent need to explore alternative antimicrobial strategies, particularly through the use of traditional medicinal plants and their bioactive phytochemicals, to combat the rise of antibiotic resistance.
One such plant, *Hibiscus sabdariffa* L. (Roselle), is noted for its rich composition of bioactive compounds, including anthocyanins, polyphenols, and flavonoids, which are associated with various health benefits, such as antibacterial and antioxidant activities. The study emphasizes the potential of these phytochemicals as multitarget antibacterial agents, aiming to mitigate the adverse effects of conventional synthetic antibiotics. To this end, the research employs in silico molecular docking analysis to evaluate the antibacterial properties of the volatile aromatic components of *H. sabdariffa* calyces, targeting specific bacterial survival mechanisms, namely *E. coli* MenB lyase and DNA gyrase. This approach aims to identify promising therapeutic leads for the development of new antibacterial agents.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the materials used, including specific reagents, equipment, and any biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the techniques applied for data collection and analysis, such as statistical tests or computational models, which are critical for validating the findings.
Additionally, the section may describe the experimental conditions, including controls and variables, to clarify how the results were obtained. This comprehensive approach allows for a thorough understanding of the research process, enabling other researchers to replicate the study or build upon its findings.
Results
The results of the study focused on the identification of volatile organic compounds in the hydroethanolic extract of Hibiscus sabdariffa L. calyces, utilizing Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). The analysis revealed a total of twenty-seven volatile compounds, including organic fatty acid derivatives, alcohols, esters, sugar derivatives, furans, and terpenes, with retention times ranging from 7.56 to 37.03 minutes. Notably, five primary components were identified: (E)-10-Octadecenoic acid, methyl ester (59.23%), 8,11-Octadecadienoic acid, methyl ester (11.51%), Butanedioic acid, 3-hydroxy-2,2-dimethyl, diethyl ester (6.22%), Diethyl succinate (2.35%), and Heptadecanoic acid, 16-methyl-, methyl ester (2.31%). Collectively, these five compounds accounted for 81.62% of the total volatile constituents, exhibiting significant antioxidant, anti-inflammatory, antibacterial, antifungal, anticancer, and hypolipidemic properties.
The findings corroborate previous studies linking the pharmacological activities of Roselle calyces to their bioactive volatile components. The GC-MS profile of the hydroethanolic extract from the Egyptian origin of H. sabdariffa aligns with earlier research on Indonesian extracts, which identified seventeen volatile components associated with dental antibacterial activities. This consistency underscores the therapeutic potential of Roselle calyces and highlights the importance of their volatile compounds in mediating various biological effects.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the cultivation, extraction, and analysis of phytochemicals from the dried calyces of *Hibiscus sabdariffa* (Roselle). The calyces were sourced from a local distributor in Egypt and cultivated under specific conditions to optimize growth and phytochemical yield. The extraction process involved a microwave-mediated method using a hydroethanolic solution, resulting in an extraction yield of 8.82 g per 100 g of dried calyces. The study employed various analytical techniques, including GC-MS for volatile component identification and spectrophotometric methods for quantifying total anthocyanin, flavonoid, and phenolic contents, which were found to be 13.88 mg cyanidin-3-O-glucoside equivalents/g, 30.44 mg quercetin equivalents/g, and 58.83 mg gallic acid equivalents/g, respectively.
The antioxidant capacity of the extract was assessed using the DPPH radical scavenging assay, yielding an IC50 value of 60.92 mg/mL, indicating significant antioxidant potential compared to ascorbic acid. Furthermore, the antibacterial activity against multi-drug resistant (MDR) clinical isolates was evaluated, demonstrating effective inhibition of growth in several pathogenic bacteria, including *Acinetobacter baumannii* and *Escherichia coli*. The study underscores the therapeutic potential of *H. sabdariffa* calyces, attributing its bioactive properties to the rich phytochemical profile, which may offer alternative solutions to combat antibiotic resistance in clinical settings.