Antibacterial and nematicidal activities of extracts from plants of the Asteraceae family

Abstract

Drugs based on plants of the Asteraceae family are broadly used against microorganisms that are pathogenic to people and animals. However, their potentials in this aspect have not been fully researched. In our in vitro experiment, we tested alcohol tinctures of 12 species of plants of the Asteraceae family against 10 species of bacteria, one species of fungi, and the larval stages of three species of nematodes – parasites of ruminants (L1 Muellerius capillaris, L1–3 Strongyloides papillosus, L3 Haemonchus contortus). The growth inhibition zone larger than 8 mm was observed after using ethanol extracts of the aboveground parts of several plants against the colonies of various microorganisms: Solidago canadensis showed activity against five species – Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Shigella flexneri, Clostridium perfringens, and Candida albicans; Cyclachaena xanthiifolia was effective against five species – Escherichia coli, P. mirabilis, Enterococcus faecalis, C. perfringens, and C. albicans); Jurinea arachnoidea inhibited four species – K. pneumoniae, P. mirabilis, Pseudomonas аeruginosa, and Bacillus subtilis); Scorzoneroides autumnalis acted against four species – P. mirabilis, Sh. flexneri, C. perfringens, and C. albicans; Helichrysum arenarium demonstrated activity against four species – P. mirabilis, Sh. flexneri, E. faecalis, and Listeria monocytogenes; and extracts from the fruits of Echinops ritro were active against four species – K. pneumoniae, P. mirabilis, Staphylococcus aureus, and B. subtilis, while extracts from the flowers of Echinops ritro were effective against four microorganisms – K. pneumoniae, P. mirabilis, Sh. flexneri, and Р. аeruginosa. However, we observed no expressed nematocidal action of ethanol extracts of the studied species of plants. After 24 h exposures to 0.1% solutions of those extracts, over 95% of the nematode larvae of ruminants were found to be vital. Nonetheless, as a result of the study, those plants were recognized the most promising for further in vivo research of antibacterial activity. During the search for antibacterial and antifungal activities, the following plants were found to be the less promising: the aboveground parts of Artemisia austriaca, Lactuca serriola, Ambrosia artemisiifolia, Solidago virgaurea, roots of Artemisia vulgaris, Echinops ritro, Lactuca serriola, Solidago canadensis, Ambrosia artemisiifolia, Scorzoneroides autumnalis, and leaves of Echinops ritro. Препарати на основі рослин родини айстрових широко застосовуються проти мікроорганізмів, патогенних для людей і тварин. Проте їхні можливості в цьому аспекті до кінця не досліджені. У нашому експерименті in vitro ми перевіряли спиртові настоянки 12 видів рослин родини складноцвітих проти 10 видів бактерій, одного виду грибів та личинкових стадій трьох видів нематод – паразитів жуйних (L1 Muellerius capillaris, L1– 3 Strongyloides papillosus, L3 Haemonchus contortus). Зона пригнічення росту більше 8 мм спостерігалася після застосування етанольних екстрактів надземних частин кількох рослин проти колоній різних мікроорганізмів: Solidago canadensis виявив активність проти п’яти видів – Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Shigella flexneri, Clostridium perfringens і Candida. альбікан; Cyclachaena xanthiifolia була ефективна проти п’яти видів – Escherichia coli, P. mirabilis, Enterococcus faecalis, C. perfringens і C. albicans); Jurinea arachnoidea інгібувала чотири види – K. pneumoniae, P. mirabilis, Pseudomonas аeruginosa та Bacillus subtilis); Scorzoneroides autumnalis діяв проти чотирьох видів – P. mirabilis, Sh. flexneri, C. perfringens і C. albicans; Helichrysum arenarium продемонстрував активність проти чотирьох видів – P. mirabilis, Sh. flexneri, E. faecalis і Listeria monocytogenes; та екстракти плодів ехінопсу звичайного були активні проти чотирьох видів – K. pneumoniae, P. mirabilis, Staphylococcus aureus та B. subtilis, а екстракти квіток ехінопсу звичайного – проти чотирьох мікроорганізмів – K. pneumoniae, P. mirabilis, Sh. flexneri і Р. аeruginosa. Проте вираженої нематоцидної дії спиртових екстрактів досліджуваних видів рослин ми не спостерігали. Після 24-годинної експозиції 0,1% розчинів цих екстрактів понад 95% личинок нематод жуйних виявилися життєво важливими. Тим не менш, у результаті дослідження ці рослини були визнані найбільш перспективними для подальших досліджень антибактеріальної активності in vivo. У ході пошуку антибактеріальної та протигрибкової дії менш перспективними виявилися такі рослини: надземні частини полин австрійський, лактука серріола, амброзія полинолиста, солідаго віргаурея, коріння полин звичайний, ехінопс рітро, лактука серріола, солідаго канадська, Ambrosia artemisiifolia, Scorzoneroides autumnalis і листя Echinops ritro.