ANTIVIRAL ACTIVITY OF CINNAMON ESSENTIAL OIL AND CINNAMALDEHYDE-DERIVED BENZIMIDAZOLE AGAINST PORCINE REPRODUCTIVE AND RESPIRATORY SYNDROME VIRUS

Abstract

Porcine reproductive and respiratory syndrome outbreak has initiated the search for inhibitory treatments and remedies against this virus (PRRSV). However, existing control strategies against PRRSV are still insufficient. The use of essential oil as a source to synthesize new organic drug compounds was verified as being an effective approach to impede PRRSV replication. Therefore, the present study extracted cinnamon essential oil from two Cinnamomum species i.e. Cinnamomum iners Reinw. ex Blume and Cinnamomum burmannii Blume, used it as substrate in benzimidazole synthesis and tested its inhibitory effect on PRRSV replication in vitro by cytopathic effect and plaque assays. Chemical structures of benzimidazole derivatives and cinnamaldehyde in the essential oil were confirmed by thin layer chromatography and fourier-transform infrared spectroscopy. Results showed that cinnamaldehyde-derived benzimidazole had no antiviral activity against PRRSV replication, while cinnamon essential oil itself showed no to moderate anti-PRRSV properties with 0% to 22% virus inhibition in pre-infection and up to 51% virus inhibition in post-infection assays. Plaque formation was reduced by cinnamon essential oil up to 42% in pre-infection and no reduction was observed by cinnamaldehyde-derived benzimidazole. These results suggest that benzimidazole derivative has limited use for anti-PRRSV control.

การระบาดของโรคพีอาร์อาร์เอสในสุกรทำให้เกิดการริเริ่มค้นคว้าวิธีการรักษาที่ช่วยยับยั้งไวรัสที่เป็นสาเหตุของโรค (PRRSV) อย่างไรก็ตามวิธีการควบคุม PRRSV ที่มีการศึกษา พบว่ายังมีไม่มากนัก การใช้น้ำมันหอมระเหยเป็นแหล่งสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ชนิดใหม่ได้รับการยืนยันว่าเป็นหนึ่งในแนวทางที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการจำลองตัวของ PRRSV ดังนั้นการศึกษานี้จึงนำน้ำมันหอมระเหยจากน้ำมัน Cinnamomum (Cinnamomum iners Reinw. ex Blume และ Cinnamomum burmannii Blume) มาใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ Benzimidazole และทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเชื้อ PRRSV ในหลอดทดลองโดยการสังเกตการณ์เกิดพยาธิสภาพของเซลล์ และการตรวจวิเคราะห์หาไตเตอร์ไวรัสโดยวิธี plaque assay โครงสร้างทางเคมีของอนุพันธ์ benzimidazole และ cinnamaldehyde ในน้ำมันหอมระเหยได้ทำการตรวจสอบโดยวิธี thin layer chromatography และ fourier-transform infrared spectroscopy ผลการศึกษาพบว่า benzimidazole จาก cinnamaldehyde ไม่มีฤทธิ์ในการยับยั้งการแบ่งตัวของเชื้อไวรัส ในขณะที่น้ำมันหอมระเหยจากอบเชยไม่มีฤทธิ์ยับยั้งเชื้อไวรัส PRRSV หรือมีฤทธิ์ยับยั้งในระดับปานกลาง (0%-22%) เมื่อทำการทดสอบในช่วง pre-infection และสามารถแสดงฤทธิ์ในการการยับยั้งเชื้อไวรัสได้ถึง 51% ในช่วงทดสอบ post-infection ในส่วนของการทดสอบโดย plaque assay พบว่า น้ำมันหอมระเหยจากอบเชยส่งผลให้การสร้าง plaque ของไวรัสลดลงถึง 42% ในช่วง pre-infection และไม่พบการลดลงของ plaque เมื่อทดสอบโดย benzamidazole ที่ได้จาก cinnamaldehyde ผลการศึกษานี้จึงชี้ให้เห็นว่าอนุพันธ์ benzimidazole มีข้อจำกัดเมื่อนำมาใช้เป็นสารต้าน PRRSV.