Badanie dostarcza nowych informacji na temat rozwoju i profilaktyki próchnicy zębów

Iveta Ramonaite, Dental Tribune International

nie. 9 maja 2021

udział

ratować

Badanie prowadzone przez naukowców z Chin dotyczyło wpływu mikrobioty jamy ustnej na ogólny stan zdrowia. Naukowcy odkryli, że nowa drobnoustrojowa cząsteczka uwalniana przez Streptococcus mutans, bakterię powszechnie występującą w jamie ustnej człowieka, ma związek z rozwojem próchnicy zębów. Dzięki nowym obserwacjom badanie może pomóc naukowcom w podejmowaniu nowych badań w celu znalezienia sposobu zapobiegania próchnicy zębów.

Próchnica zębów to odwieczny dylemat, który nadal stanowi zagrożenie dla naszego zdrowia jamy ustnej i zdrowia ogólnego. Według Światowej Organizacji Zdrowia około 2,3 miliarda ludzi cierpi na próchnicę zębów stałych, a ponad 530 milionów dzieci na całym świecie cierpi na próchnicę zębów mlecznych. Organizacja zauważyła również, że częstość występowania chorób jamy ustnej nadal rośnie w większości krajów o niskich i średnich dochodach, gdzie populacja w coraz większym stopniu przenosi się do obszarów miejskich i doświadcza zmian warunków życia.

Dental Tribune International (DTI) już wcześniej informowało, że podjęcie pewnych nietypowych środków, takich jak jedzenie chińskich kiszonek, ekstraktu z jagód lub stosowanie terapii fotodynamicznej, może pomóc w zapobieganiu chorobie. Ale ile wiemy o faktycznym sprawcy próchnicy zębów?

W niniejszym badaniu naukowcy zbadali tworzenie biofilmu przez bakterię S. mutans, która wytwarza kwasy organiczne i jest jedną z głównych przyczyn próchnicy zębów. „S. mutans od dawna jest uznawana za jeden z głównych patogenów jamy ustnej, a sekwencjonowanie genomowe różnych izolatów klinicznych ujawniło ogromny potencjał do wytwarzania wyspecjalizowanych metabolitów wtórnych” - powiedział Dti współautor dr Wenjun Zhang, profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Biomolekularnej w Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley.

Chociaż naukowcy wcześniej szeroko badali czynniki makrocząsteczkowe S. mutans, które są odpowiedzialne za tworzenie i rozwój biofilmu, tożsamość i funkcja drobnocząsteczkowych wtórnych metabolitów w tworzeniu biofilmu przez S. mutans pozostają w dużej mierze nieznane. Dlatego naukowcy starali się wypełnić tę lukę.

„Od wielu lat badam interakcję naturalnego biofilmu morskiego i zwierząt morskich. Ponieważ taka interakcja często odbywa się za pośrednictwem cząsteczek chemicznych wytwarzanych przez drobnoustroje w biofilmie, jednym z naszych wysiłków jest identyfikacja cząsteczek, które wpływają na rozwój biofilmu, jak również na reakcję zwierząt” - wyjaśnił współautor dr Peiyuan Qian, główny i główny profesor Wydział Oceanologii na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Hongkongu.

„W ciągu ostatnich dziesięciu lat korzystaliśmy z odkrywania związków opartych na eksploracji genomu, aby identyfikować sygnały chemiczne od drobnoustrojów i dokonaliśmy pewnych przełomów, takich jak identyfikacja genotoksyn (kolibaktyny) z E. coli, opracowywanie nowych antybiotyków i znajdowanie nowych potencjalnych klientów" - kontynuował.

„Jeśli możemy zapobiec wytwarzaniu odpowiednich cząsteczek przez bakterie tworzące biofilm, możemy zapobiec tworzeniu się płytki nazębnej” - Dr Peiyuan Qian, HKUST

Ze względu na wspólne zainteresowanie molekularnymi mechanizmami rozwoju biofilmu, Qian i jego zespół ściśle współpracują z Zhangiem od kilku lat. Jak wyjaśnił, współpraca była logicznym krokiem. „Przejście od naturalnego biofilmu morskiego do biofilmu związanego ze zdrowiem człowieka jest naturalnym przedłużeniem naszej pracy” - wyjaśnił.

W trakcie swoich badań naukowcy zidentyfikowali pięć cząsteczek i klaster genów szlaku biosyntetycznego. Zgodnie z odkryciami stwierdzono, że jedna z cząsteczek przyczepia się do S. mutans i zmniejsza przyciąganie komórek bakteryjnych do cząsteczek wody, promując w ten sposób zdolność komórek do tworzenia skupisk. „Odkryliśmy, że niektóre izolaty S. mutans są zdolne do wytwarzania wyspecjalizowanego metabolitu, mutanofaktyny-697. Ta cząsteczka wiąże się z komórkami S. mutans, a także z zewnątrzkomórkowym DNA, zwiększa hydrofobowość bakterii i sprzyja adhezji bakterii, a następnie tworzeniu się biofilmu” - wyjaśnił Zhang.

Mówiąc o znaczeniu wyników badań, Qian wyjaśnił, że badanie może w znacznym stopniu przyczynić się do zapobiegania próchnicy zębów. Zauważył: „Bakterie chronione w biofilmie w płytce nazębnej mogą uwalniać duże ilości kwasu, który atakuje szkliwo zębów. Jeśli możemy zapobiec wytwarzaniu odpowiednich cząsteczek przez bakterie tworzące biofilm, możemy zapobiec tworzeniu się płytki nazębnej”.

Badanie zatytułowane „Mutanofactin promotes adhesion and biofilm formation of cariogenic Streptococcus mutans” zostało opublikowane w Internecie 4 marca 2021 r. W Nature Chemical Biology, przed zamieszczeniem w numerze.