This is a presentation given at the 2010 Society for Economic Botany meeting in Xalapa, Mexico. The title of the talk was: "Anti-biofilm activity of Rosa canina galls: a Turkish traditional medicine" / "La actividad anti-biofilm de las agallas de Rosa canina: una medicina tradicional turca" Abstract: Introduction Staphylococcus aureus is a common bacterial pathogen, responsible for high rates of morbidity and mortality in both hospital and community settings. Biofilms produced by S. aureus are extremely difficult to eradicate and are the wearisome source of recalcitrant infection. Natural products from medicinal plants used in managing infections may be useful in combating biofilm formation. Galls found on the stems or roots of Rosa canina L. [Rosaceae] are prepared by infusion to treat bacterial infections in Central Anatolian ethnomedicine. Extracts from the galls of this plant are evaluated for their anti-biofilm properties. Objectives To examine to anti-biofilm potential of MeOH and aqueous extracts from Rosa canina galls using in vitro models for biofilm-associated infection. Methods Plant materials were collected in Turkey, extracted in MEOH or H2O, lyophilized and stored at -20 C. Voucher specimens were deposited at Gazi University´s Eczacılık Fakültesi Herbaryumu, in Ankara, Turkey. Dose-response susceptibility studies were conducted using in vitro methods for biofilm formation with clinical isolates of S. aureus (UAMS-1 and UAMS-1782). Results Both MeOH and aqueous extracts from R. canina galls are effective in limiting biofilm formation at a MBIC of 50 μg/ml. Conclusion These findings validate the use of this traditional medicine in the treatment of certain bacterial infections. Furthermore, the substantial in vitro activity of this extract makes it a good candidate for in vivo studies regarding the treatment of catheter-associated biofilm infection.

1. Anti-biofilm activity of Rosa canina
galls: a Turkish traditional medicine
Cassandra L. Quave1*, Janna Rose2, Mark S.
Smeltzer1 and Bradley C. Bennett2
1University of Arkansas for Medical Sciences, College of Medicine,
Department of Microbiology and Immunology, 4301 W. Markham St., Mail
Slot 511, Little Rock, AR 72205
2Florida International University, Department of Biological Sciences, 11200
SW 8th St., Miami, FL 33199
E-mail: cassy.quave@gmail.com Website: http://www.etnobotanica.us/
La actividad anti-biofilm de las agallas de
Rosa canina: una medicina tradicional turca

2. El uso tradicional de las agallas de Rosa canina
Rosa canina L. (Rosaceae)
Especímenes del vale : 96A226 &
JR0032
• Una decocción de las agallas
se bebe como té para tratar
dolor abdominale, hemorrhoids
y diarrea.
• Una decocción de las agallas
también se utiliza para lavar
heridas.

3. • Las plantas experimentan la
“guerra bioquímica” como medio
para defensa contra ataque por
los patógeno
• En su arsenal son los metabilitos
que pueden :
– Matan
– Impida el crecimiento
– Interfiera con los sistemas de
comunicación
– Interrumpa los mecanismos del
ataque (virulencia)
Áreas del ataque
frecuente del
patógeno: las raíces,
hojas, agallas
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4. • Causa principal de
infecciones dispositivo-
relacionadas
• Biofilm infectó los
dispositivos debe ser
quitado generalmente
• Importancia clínica :
– De los 2.000.000 implantes
ortopédicos usados
anualmente para la
reparación el 5% (100.000)
de la fractura se infectado
– El bacteremia explica el
~12% de todo el &
nosocomial de la infección;
asociaron a la mayoría de
éstos a los dispositivos
intravasculares
implantados
La blanco de la droga: biofilms estafilococios
Darouiche, 2004, NEJM, 350:1422-1429
Eggimen et al. 2004, Microbes. Infect. 6: 1033-1042

5. Matriz de Exopolysaccharide de Biofilm
Biofilms reduce eficacia antibiótico reduciendo el acceso a las blancos de la droga
Las “células de persister” escapan la acción antibiótico por sus tasas de
crecimiento inusuales.
ANTIBIÓTICOS EN CUERPO
BLANCO DE LA DROGA
Resistencia adquirida contra resistencia intrínseca
La blanco de la droga: Biofilms

6. • Biofilms estan intrínseco resistente y la
terapia antibiótico estándar no trabaja
• ¿Menos presión selectiva para la
resistencia?
• Ningunas drogas anti-biofilm en el
mercado
¿Por qué utilice los biofilms como blanco de la droga?

7. • Profilaxis
• Capa para los dispositivos implantados
• Aclaración quirúrgica
• Descolonización nasal
• Terapéutico (terapia del adjunto)
Usos potenciales de drogas anti-biofilm

8. • la mutación de sarA
reduce la formación
del biofilm in vitro
• In vivo esto es
significativo cuando
daptomycin es
combinado
• Sugiere que podría
combinar los
extractos con los
antibióticos
terapéutico relevante
Los extractos producen los resultados similares
al control del mutante de sarA

9. Wild-type sarA-
UAMS-1
Modelos de sarA y
el biofilm
microtiter plate
flow cells
catheters in vitro
catheters in vivo
WT
sarA-

10. 0.4
mg/ml
0.2
mg/ml
0.1
mg/ml
0.05
mg/ml
0.4
mg/ml
0.2
mg/ml
0.1
mg/ml
0.05
mg/ml
Wildtype(UAMS-1)
MeOHExtract
(DMSOExcipient)
Achilleamillefolium
Ajugachamaepitys
Cydoniaoblonga
Hypericumperforatum
Methalongifolia
Papaverrhoeas
Rhuscariaria
Rosacanina
Rosacanina(galls)
Rumexpatienta
Rumexpatienta(leaves)
Tussilagofarfara
Teucriumpolium
Tribulusterrestris
Urticadioica
sarA-mutant(UAMS-929)
AqueousExtract
(H2Oexcipient)
Viscumalbum
Vitexagnus-castus

11. USA-300(UAMS-1782)USA-200(UAMS-1)
Wild type ΔsarA mutant 0.1 mg/ml JR-17 0.05 mg/ml JR-17 0.0125 mg/ml JR-17
Confocal scanning laser microscopy (CSLM)
demuestra cambios en la arquitectura del biofilm

12. • Las agallas de Rosa
canina demuestra
buen potencial como
agentes anti-biofilm
con los modelos in
vitro
• Trabajo futuro:
– Fraccionamiento del
extracto
– Estudios de la
citotoxicidad
– Estudios de la sinergia
con los antibióticos
– Estudios in vivo
(ratones)
Conclusiones

13. • Florida International
University (Miami, FL):
– Horatio Priestap, PhD
• Gazi University (Ankara,
Turkey):
– Evrim Özünel, PhD
– Sema Demir, MA
– İlhan Gürbüz, PhD
– Ekrem Sezik, PhD
– Berrin Özçelik, PhD
– Zeki Aytaç, PhD
– Ufuk Özbek, PhD
• University of Arkansas for
Medical Sciences (UAMS):
– M.S. Smeltzer Lab Team
– Gerren Hobby
– Paola Ordoñez, MA
• Funding Sources:
– National Institutes of Health,
National Center for
Complementary and Alternative
Medicine #F32AT005040 (C.
Quave)
– J. William Fulbright Foreign
Scholarship Award (J. Rose)
– Fulbright Critical Language
Enhancement Award (J. Rose)
– MBRS/RISE (J. Rose)
• Study Communities:
– Çorum, Çamlıdere
– İğmir
– Emirgazi
– Balakayı
– Fethiye
Reconocimientos