Въпреки че повечето кариеси могат да бъдат винени за бактерии, като Streptococcus mutans, гъбичките Candida albicans може да са съвместен виновник в тревожно често срещана форма на тежък кариес, засягащ малки деца, известен като ранен детски кариес.

блокирането

В по-ранни изследвания екип от Университета на Пенсилвания, училище по дентална медицина, е установил, че C. albicans, вид дрожди, се възползва от ензима, произведен от S. mutans, за да образува особено неразрешим биофилм. В ново проучване изследователите са определили повърхностните молекули върху гъбичките, които взаимодействат с протеина, получен от бактерии. Блокирането на това взаимодействие нарушава способността на дрождите да образуват биофилм със S. mutans на повърхността на зъба, което сочи към нова терапевтична стратегия.

„Вместо просто да насочваме бактериите за лечение на кариес в ранна детска възраст, може да искаме да насочим и гъбичките“, казва Хюн (Мишел) Ку, старши автор в изследването и професор в катедрата по ортодонтия и отделите по детска стоматология и орално лечение Здраве. "Нашите данни дават намеци, че може да не се наложи да използвате широкоспектърен антимикробен препарат и може да успеете да насочите ензима или клетъчната стена на гъбите, за да нарушите образуването на биофилм на плака."

Koo си сътрудничи в работата с Geelsu Hwang на Penn Dental, първият автор и асистент, както и Yuan Liu, Dongyeop Kim и Yong Li. Дамян Дж. Крисан от университета в Рочестър също е съавтор.

Изследването се появява в списанието PLOS Pathogens.

Candida не може ефективно да образува биофилми на плака върху зъбите самостоятелно, нито може да свързва S. mutans, освен в присъствието на захар. Малките деца, които консумират сладки напитки и храни в излишък, са изложени на риск от развитие на кариес в ранна детска възраст. Екипът на Koo по-рано е открил, че ензимът GftB, секретиран от S. mutans, използва захар от диетата за производство на подобни на лепило полимери, наречени глюкани. Candida насърчава този процес, в резултат на което се получава лепкав биофилм, който позволява на маята да се придържа към зъбите и да се свързва със S. mutans.

Изследователите подозирали, че външната част на клетъчната стена на Candida, съставена от молекули, наречени манани, може да участва в свързването на GftB. За да получат по-подробно разбиране за взаимодействието между дрождите и ензима, изследователите измерват силата на свързване между различни мутантни щамове Candida и GtfB, използвайки биофизични методи. Такива измервания са разработени от Hwang, който има опит в инженерството и прилага своя уникален опит за развитие на денталната наука.

Koo, Hwang и колеги установиха, че ензимът се свързва много по-слабо с мутанти, в които липсват компоненти на манановия слой, отколкото дивия тип Candida. След това екипът разгледа способностите на мутанта Candida да образува биофилми със S. mutans в лабораторен анализ. Мутантите, които са нарушили свързването с GftB, не са били в състояние най-вече да образуват биофилми със S. mutans, което води до значително по-малко клетки на Candida и намалява производството на лепкавите молекули на глюкани.

Използвайки друга биофизична техника, изследователите тестваха колко стабилни са биофилмите, когато са прикрепени към подобна на зъб повърхност. Докато стресът с ниско срязване, приблизително еквивалентен на силата, генерирана от пиенето на вода, премахва само една четвърт от биофилма от див тип, същата сила премахва 70 процента от биофилмите с мутант Candida. Когато силите бяха увеличени до еквивалент на енергично изплакване на устата, мутантните биофилми бяха почти напълно изместени.

За да гарантират, че техните открития са преведени в условия in vivo, те са изследвали образуването на биофилми в модел на гризачи, който може да имитира развитието на кариес в ранна детска възраст. Когато животните са заразени както с S. mutans, така и с див тип или с дефектни мутантни дрождови щамове, изследователите наблюдават ясни разлики. Докато образуването на биофилми е било изобилно, ако се използват дивите дрожди, то е значително намалено при животни, заразени с мутантния щам. По-прецизен анализ разкри, че на тези дефектни биофилми напълно липсват жизнеспособни Candida клетки и S. mutans са намалени с повече от пет пъти.

Констатациите сочат към нова посока за лечение на ранен детски кариес. Настоящият стандарт на грижи, освен използването на флуорид като превантивен подход, е да се насочат само към бактериите с антимикробни средства или да се използват хирургични интервенции, ако кариесът е станал твърде тежък.

„Това заболяване засяга 23 процента от децата в САЩ и дори повече в целия свят“, каза Ку. "В допълнение към флуора, ние отчаяно се нуждаем от агент, който може да се насочи към болестотворните биофилми и в този случай не само към бактериалния компонент, но и към Candida."

Коо и колегите сега работят върху нови терапевтични подходи за целенасочени интервенции, които могат да бъдат потенциално разработени за клинична употреба.

Изследването е подкрепено от Националния институт по дентални и черепно-лицеви изследвания безвъзмездна помощ DE025220 и DE025728.