La prévalence du Staphyloccocus aureus résistant à la méthicilline (SARM) en tant qu’agent pathogène dans les hôpitaux et autres milieux communautaires souligne l’importance d’éradiquer l’infection.1 Comme le SARM n’est pas sensible aux antibiotiques couramment utilisés, des agents antimicrobiens alternatifs sont recherchés pour son éradication. Un domaine d’intérêt implique l’utilisation de l’huile d’arbre à thé, dont les études ont montré qu’elle traite efficacement les infections de bactéries résistantes aux médicaments, y compris le SARM.2
Introduction
Staphyloccocus aureus, plus communément appelé staphylocoque ou SARM, est une bactérie anaérobie à Gram positif en forme de coccus représentée sur la figure 1.1 Le SARM est un type de staphylocoque résistant aux antibiotiques bêta-lactamines, comme la pénicilline, l’amoxicilline, l’oxacilline et la méthicilline. Le SARM est également en train de devenir résistant à la mupirocine, l’antibiotique standard actuel utilisé dans le traitement de l’infection au SARM3. Le SARM colonise souvent la peau ou les narines des personnes en bonne santé et est relativement inoffensif à ces endroits1. Si le S. aureus pénètre dans l’organisme (p. ex. plaies, coupures), il peut causer des infections. Dans ce cas, l’infection par le SARM peut aller d’une infection légère (par exemple, des boutons) à une infection potentiellement mortelle (par exemple, une infection de la circulation sanguine, des articulations ou des os).1 Le SARM se propage par contact et se contracte le plus souvent dans les milieux publics, à savoir les hôpitaux.
L’huile d’arbre à thé (TTO) est l’huile essentielle dérivée par distillation à la vapeur de la plante indigène australienne Melaleuca alternifolia. L’huile d’arbre à thé est utilisée depuis des siècles comme antiseptique topique. On pense que le TTO a des propriétés antibactériennes, antifongiques, antivirales et anti-inflammatoires lorsqu’il est utilisé par voie topique.4 Le TTO peut être trouvé comme additif dans des produits de beauté et de santé, y compris les shampooings, les savons et les vaporisateurs nasaux. Bien que des anecdotes historiques confirment les propriétés médicinales du TTO, peu d’études cliniques ont été menées pour étayer ces affirmations. Les études cliniques, aussi peu nombreuses soient-elles, indiquent que l’huile d’arbre à thé peut traiter l’infection cutanée causée par le SARM.4 Les propriétés antimicrobiennes de l’huile d’arbre à thé sont attribuées à son appartenance à une classe de produits chimiques connus sous le nom de terpènes, plus précisément le terpinen-4-ol.4 Les effets bactéricides de l’huile d’arbre à thé font de cet extrait de plante un ajout ou un complément plausible à un plan de traitement du SARM.
Composition et chimie de l’huile d’arbre à thé
Le TTO disponible dans le commerce est une composition de près de 100 composés chimiques déterminés par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse.5 Le TTO est principalement composé d’une classe de produits chimiques appelés monoterpènes. En général, les monoterpènes sont des hydrocarbures aromatiques volatils qui sont lipophiles, ce qui signifie qu’ils peuvent se dissoudre dans les graisses ou les lipides.4
Le terpinène-4-ol, illustré à la figure 2, est le composé monoterpénique spécifique considéré comme le principal responsable de l’activité antimicrobienne du TTO. Ce composé hydrocarboné possède un groupe alcoolique attaché au quatrième carbone. Comme tous les monoterpènes, la structure essentiellement hydrocarbonée du terpinène-4-ol confère à la molécule des propriétés lipophiles.4 Les chercheurs affirment que la nature lipophile des monoterpènes contribue à leur activité antimicrobienne, bien que les détails exacts du mécanisme antimicrobien ne soient pas encore connus.4 D’autres composés monoterpéniques présents dans le TTO comprennent le 1,8-cinéole, le terpinolène et l’α-terpinéol, dont les propriétés médicinales sont également à l’étude.4
La composition du TTO est disponible dans le commerce sous différents chémotypes. Le chémotype le plus courant est le chémotype terpinen-4-ol où le terpinen-4-ol représente entre 30 et 40 % du TTO disponible dans le commerce.4 Une composition relativement élevée de terpinen-4-ol est plus courante dans la production commerciale en raison de son large spectre démontré d’activités biologiques. 4,5
Activité antimicrobienne : Dommages à la membrane cytoplasmique
La cible de l’activité antimicrobienne du TTO, et la raison principale de son efficacité en laboratoire et en clinique, serait la membrane cytoplasmique du SARM. La membrane cellulaire bactérienne sépare physiquement l’environnement interne de la cellule de l’environnement externe. Elle est sélectivement perméable aux molécules organiques et aux ions. En tant que telle, elle régule le mouvement de l’eau et des autres substances qui entrent et sortent de la cellule.6 Si la perméabilité de la membrane était compromise, la barrière entre l’environnement interne et externe serait affaiblie. Par conséquent, les matières étrangères pourraient pénétrer plus facilement dans la cellule tandis que les matières cytoplasmiques pourraient en sortir plus facilement (comme le montre la figure 3).7,2
Sur la base de la lipophilie de la molécule de terpinen-4-ol et d’autres composants du TTO, les chercheurs ont proposé que le TTO puisse s’insérer dans les membranes biologiques riches en lipides et les endommager4. Des études examinant l’intégrité des membranes après traitement au TTO indiquent que l’huile essentielle perturbe la fonction vitale de la membrane biologique 7,2
Une étude in vitro (c’est-à-dire en laboratoire) réalisée par Cox et al. a révélé que le traitement au TTO perturbait la perméabilité de la membrane du SARM, ce qui permettait à l’iodure de propidium, une substance étrangère, de pénétrer dans la cellule et aux ions potassium, qui font partie de la matière cytoplasmique, de quitter la cellule7. Une autre étude in vitro a démontré que les SARM traités au TTO présentaient une sensibilité accrue au chlorure de sodium (NaCl), une toxine cellulaire.2 À partir de ces éléments, les chercheurs ont pensé que le TTO avait modifié la membrane cellulaire.
La perte de matériel intracellulaire et l’incapacité à maintenir la régulation osmotique est cohérente avec un mécanisme d’action impliquant la perte de l’intégrité de la membrane. Malgré les preuves de dommages à la membrane cytoplasmique, le mécanisme moléculaire de cette altération est encore inconnu et justifie des recherches supplémentaires.4
Traitement et efficacité
Les efforts visant à valider les propriétés thérapeutiques de l’huile d’arbre à thé (TTO) ont donné lieu à des études in vitro et cliniques montrant que le traitement par TTO éradique et réduit l’infection par SARM, respectivement. Bien que le TTO affiche une efficacité in vitro et clinique, il n’a pas été démontré que le TTO empêche la colonisation initiale par le SARM. Plusieurs études décrites ci-dessous et illustrées par la figure 4, soutiennent les affirmations soutenues par les guérisseurs traditionnels selon lesquelles le TTO est un agent antimicrobien efficace.
Efficacité in vitro
L’efficacité de l’huile d’arbre à thé (TTO) contre le SARM a été démontrée dans des études de laboratoire utilisant des échantillons de S. aureus cultivés. Une étude in vitro de May et al. a montré que 99,9 % de l’isolat de SARM était tué par le TTO dans les 4 heures et que tous étaient éradiqués après 6 heures d’exposition continue à 5 % de TTO.8 Ces résultats suggèrent que les propriétés antimicrobiennes du TTO en font un bon agent pour contrôler le SARM et réduire sa transmission chez les humains.
Efficacité clinique
L’efficacité du TTO dans l’éradication des cultures de SARM in vitro a conduit à des tests cliniques sur des patients humains utilisant des produits améliorés avec du TTO. Le TTO peut être ajouté à des produits commerciaux, tels que le lavage corporel, la crème pour la peau et la pommade nasale en raison de ses propriétés antimicrobiennes. L’efficacité clinique du lavage corporel et des crèmes TTO comme agent de décolonisation du SARM a été soutenue par Caelli et al et Dryden et al.9, 3 Les deux chercheurs ont constaté que le traitement TTO est aussi efficace que le régime de traitement standard, ce qui indique que le traitement TTO peut améliorer un régime d’éradication du SARM.
Caelli et al. ont déterminé cliniquement que le traitement TTO était aussi efficace que le traitement médical standard contre le SARM.9 Caelli a comparé l’efficacité du traitement TTO à celle des traitements standard contre le SARM, mesurée par les concentrations de SARM après le traitement sur la peau et dans le nez des patients humains.9 Par rapport au traitement standard, le régime topique à l’huile d’arbre à thé a réduit ou éradiqué l’infection au SARM chez un plus grand nombre de sujets. Par rapport au traitement standard, le traitement topique à l’huile d’arbre à thé a réduit ou éradiqué l’infection au SARM chez un plus grand nombre de sujets. Par conséquent, Caelli a conclu que le traitement par TTO avait un effet similaire au traitement médical standard pour éradiquer le SARM 5
Dans une étude similaire, Dryden et al. ont constaté que le TTO éliminait les infections cutanées liées au SARM mieux que le traitement médical standard3. L’étude clinique de Dryden a révélé que l’application quotidienne d’un gel douche à 5 % de TTO et d’une crème à 10 % de TTO était plus efficace que le traitement standard pour éliminer les lésions cutanées associées à l’infection par le SARM.3 Bien que les recherches suggèrent l’efficacité du TTO contre le SARM, d’autres études cliniques devraient être réalisées afin d’évaluer de manière exhaustive les effets du TTO sur les patients atteints de SARM. À partir de ces expériences, le TTO a été jugé suffisamment efficace, sûr et bien toléré pour être considéré comme faisant partie d’un régime d’éradication du SARM.3
Toxicité cutanée
Malgré la caractérisation des propriétés antimicrobiennes du TTO, les chercheurs n’ont pas effectué beaucoup de travaux sur la sécurité et la toxicité de l’utilisation topique du TTO. La justification de la poursuite de l’utilisation topique du TTO repose principalement sur des preuves anecdotiques de son utilisation sûre à de faibles concentrations.4 Aucun décès humain dû à l’exposition au TTO n’a été signalé.4 Bien qu’il existe peu d’études scientifiques substantielles concernant la sécurité du TTO, celui-ci peut provoquer des réactions irritantes ou allergiques lorsqu’il est appliqué sur la peau.4 Des preuves plus concrètes de la toxicité du TTO seraient nécessaires pour déterminer sa concentration optimale pour une utilisation sûre.
Susceptibilité à la résistance aux antibiotiques après exposition au TTO
Les formes disponibles de TTO vont de l’huile pure aux produits de détail pour les soins personnels, les soins à domicile et les soins aux animaux domestiques.10 Les préparations commerciales de TTO, qui peuvent varier dans les concentrations de ses composants, offrent aux utilisateurs plus de possibilités d’appliquer le TTO à des concentrations inefficaces. L’utilisation croissante du TTO implique également qu’une diversité de microbes entre en contact avec des concentrations sublétales de TTO.10 On craint que l’exposition du SARM à des concentrations sublétales de TTO puisse entraîner une diminution de la sensibilité aux antibiotiques (c’est-à-dire une augmentation de la résistance aux antibiotiques). 11
La résistance aux antibiotiques induite par le TTO est peu probable
La question de savoir si l’exposition au TTO diminue la sensibilité aux antibiotiques du SARM reste un sujet d’investigation. Des preuves ont été présentées pour les deux côtés de ce débat par McMahon et al et Thomsen et al.12,13 Les deux chercheurs ont utilisé un plan expérimental similaire : ils ont examiné les changements dans les concentrations minimales inhibitrices (CMI) de divers antibiotiques avant et après que le SARM ait été inoculé avec de l’huile d’arbre à thé pendant 72 heures. 12,13 L’étude clé de McMahon a rapporté que l’habituation des isolats de SARM à une concentration sublétale de TTO augmentait la résistance du SARM aux antibiotiques.12 Lors d’une tentative de reproduire les résultats de McMahon, Thomsen a plutôt constaté que l’habituation des isolats de SARM à une concentration sublétale de TTO n’augmentait pas la résistance du SARM aux antibiotiques.13 Bien que les résultats de McMahon n’aient pu être confirmés, leur étude clé a suscité un certain nombre d’autres études concernant la possibilité d’une résistance aux antibiotiques induite par le SARM.
Une enquête plus approfondie rapporte qu’il est peu probable que le TTO induise une résistance aux antibiotiques. Une étude de Hammer et al. a appuyé l’idée de Thomsen selon laquelle l’exposition à des niveaux sublétaux d’huile d’arbre à thé n’était pas liée au développement d’une résistance aux antibiotiques.14 Hammer a également affirmé que puisque les monoterpènes ciblent la « structure, la fonction et l’intégrité des membranes microbiennes, il semble peu probable qu’une véritable résistance apparaisse » suite à l’utilisation du TTO14.
Implications de la résistance aux antibiotiques induite par le TTO
Compte tenu de la signification clinique inexplorée concernant la résistance aux antibiotiques induite par le TTO, la discussion sur la résistance aux antibiotiques induite par le TTO reste pertinente12. S’il s’avère qu’elle a un impact sur la sensibilité aux antibiotiques, les concentrations de TTO dans les produits de détail peuvent être augmentées afin qu’il y ait moins d’exposition à des concentrations sublétales de TTO.12 Cela peut être réalisé par la législation ou la réglementation de la formulation du TTO.
Conclusion
Découvrir une thérapie alternative pour le traitement du SARM est très important car la résistance aux antibiotiques devient plus prévalente. La résistance croissante du SARM à la mupirocine, l’antibiotique principal dans les traitements standard d’éradication du SARM, a été notée par Dryden.3 Puisque le TTO montre peu de signes d’induction de la sensibilité aux antibiotiques dans le SARM lors du traitement, un traitement alternatif est l’utilisation de l’huile d’arbre à thé comme agent antimicrobien.13
L’application d’un régime de TTO est comparable au traitement standard du SARM dans l’éradication du SARM.9,3 Le mécanisme rapporté pour les effets bactéricides du TTO est l’endommagement de la membrane cytoplasmique, rendant ainsi la membrane plus perméable aux substances, comme l’eau.2 L’altération de l’osmorégulation peut conduire à la lyse cellulaire.2
Les recherches actuelles se concentrent sur le mécanisme d’action du TTO, sa sécurité et son effet sur la sensibilité aux antibiotiques. Bien que l’on pense que les lésions de la membrane cytoplasmique constituent le principal effet bactéricide, le mécanisme est encore largement inexploré. D’autres recherches examinent les effets cytotoxiques de l’huile d’arbre à thé commerciale si elle est appliquée par voie topique sur la peau humaine.15 Ces recherches détermineraient la sécurité de l’application du TTO sur une base régulière et, espérons-le, la force optimale du TTO pour la formulation pharmaceutique.
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[Édité par Karen Leung, une étudiante de Nora Sullivan en BIOL187S (vie microbienne) dans le département des sciences Keck des Claremont Colleges printemps 2013.