TERAPIA "NANOZYMOWA" ZAPOBIEGA POWSTAWANIU SZKODLIWEJ PŁYTKI NAZĘBNEJ

TERAPIA

Zatwierdzone przez FDA nanocząsteczki tlenku żelaza, dostarczane w płynie do płukania jamy ustnej, mogą hamować wzrost płytki nazębnej i zabijać bakterie odpowiedzialne za próchnicę zębów. Nanocząstki działają jak enzymy aktywizujące nadtlenek wodoru w sposób, który precyzyjnie celuje w szkodliwe drobnoustroje i oszczędza normalną tkankę.

Badacze z University of Pennsylvania, we współpracy z naukowcami z Indiana University sugerują, że zatwierdzona przez FDA terapia niedokrwistości z niedoboru żelaza jest obiecująca w leczeniu, zapobieganiu, a nawet diagnozowaniu próchnicy zębów. Terapeutyczne połączenie roztworu zawierającego nanocząsteczki tlenku żelaza o nazwie ferumoksytol i nadtlenek wodoru, zastosowano na szkliwie zębów umieszczonych w protezie. 

Badanie wykazało, że dwa razy dzienne stosowanie ferumoksytolu, który aktywował nadtlenek wodoru zawarty w kolejnym płukaniu, znacznie zmniejszyło gromadzenie się szkodliwej płytki nazębnej i miało ukierunkowany wpływ na bakterie w dużej mierze odpowiedzialne za próchnicę zębów. Tego typu nanocząstki o właściwościach enzymatycznych znane jako "nanozymy" są coraz częściej badane pod kątem ich potencjału w zastosowaniach biomedycznych i środowiskowych.

- Odkryliśmy, że to podejście jest zarówno precyzyjne, jak i skuteczne. Zakłóca biofilmy, szczególnie te utworzone przez Streptococcus mutans, które powodują próchnicę, a także zmniejsza stopień rozpadu szkliwa. Jest to pierwsze badanie, o którym wiemy, przeprowadzone w otoczeniu klinicznym, które demonstruje wartość terapeutyczną nanozymów przeciwko chorobie zakaźnej - mówi Hyun (Michel) Koo, profesor w University of Pennsylvania School of Dental Medicine.

Praca jest rozszerzeniem artykułu z 2018 roku opublikowanego w Nature Communications, w którym Koo i współpracownicy, w tym David Cormode z Penn's Perelman School of Medicine, wykazali, że leczenie nanocząsteczkami tlenku żelaza i nadtlenkiem wodoru może zapobiegać gromadzeniu się biofilmu i próchnicy zębów w modelu eksperymentalnym i modelu zwierzęcym.

W obecnej pracy w randomizowanym badaniu 15 uczestników użyło wyjmowanego, podobnego do protezy urządzenia z dołączonym prawdziwym szkliwem zębów, metody opracowanej i szeroko przetestowanej przez Domenicka T. Zero z Indiana University, współautora obecnego artykułu. Uczestnicy badania stosowali do urządzenia roztwór zawierający cukier cztery razy dziennie, naśladując posiłki o wysokiej zawartości cukru i przekąski spożywane w ciągu dnia. Zostali poproszeni, aby nie szczotkować próbek szkliwa, ale zamiast tego płukać urządzenie dwa razy dziennie. Uczestnicy zostali podzieleni na trzy grupy, z których jedna używała ferumoksytolu, a następnie płukania nadtlenkiem wodoru, druga roztworem, który dostarcza nieaktywnych składników ferumoksytolu, a trzecia samą wodą.

Po 14 dniach naukowcy przeanalizowali biofilmy, które nagromadziły się na próbkach szkliwa. Odkryli, że eksperymentalne leczenie silnie zmniejszyło wzrost biofilmów zawierających S. mutans i może zabić tę bakterię z wysoką specyficznością. Inne bakterie komensalne normalnie występujące w jamie ustnej nie były dotknięte terapią ferumoksytolem-nadtlenkiem wodoru. Wyniki i bezpieczeństwo podejścia zostały poparte wcześniejszymi pracami, które wykazały, że nanocząsteczki tlenku żelaza nie wiążą się z tkanką błony śluzowej w jamie ustnej i nie powodują cytotoksyczności ani zmian w mikrobiomie jamy ustnej w modelu zwierzęcym.

Powód tej precyzji jest potrójny. Reakcja katalizowania nadtlenku wodoru zachodzi tylko w wysoce kwaśnym środowisku, takim jak to, które powstaje, gdy bakterie wywołujące próchnicę są obecne i aktywne. Zabieg powoduje również rozkład lepkiej matrycy węglowodanów, degradując biofilm i odsłaniając drobnoustroje. A ferumoksytol może specyficznie wiązać się z receptorami na błonie komórkowej S. mutans, ułatwiając ich zabijanie.

W ostatnim etapie badania naukowcy dodali marker, który zmienia kolor na niebieski po wystawieniu na działanie reaktywnych form tlenu, takich jak te generowane przez katalizę nadtlenku wodoru przez nanocząsteczki ferumoksytolu. Zespół odkrył, że intensywność niebieskiego etykietowania odpowiadała kwaśnym biofilmom zawierającym S. mutans.

Ze względu na zdolność "wykrywania", Koo zauważa, że eksperymentalne leczenie ma potencjał, aby stać się tak zwanym "teranostycznym", czyli lekiem, który może być stosowany zarówno do diagnozowania stanu, jak i leczenia go. - Może być również używany w domu. Możesz go spłukać, zobaczyć, ile jest płytki nazębnej powodującej ubytki, a następnie leczyć roztworem lub skonsultować się z dentystą w celu dalszego leczenia - mówi Koo.

Źródło: https://www.sciencedaily.com