Una táctica más suave para evitar la caries dental pueril

Hace unos años, los científicos de la Facultad de Medicina Dental de Penn descubrieron que la placa dental que da lugar a la CEC está compuesta tanto por una especie bacteriana, Streptococcus mutans, como por un hongo, Candida albicans. Los dos forman una simbiosis pegajosa, científicamente conocida como biopelícula, que se vuelve extremadamente virulenta y difícil de mover desde la superficie del diente.

Ahora, un nuevo estudio del grupo ofrece una estrategia para alterar esta biopelícula al dirigirse a las interacciones levadura-bacteria que hacen que las placas de ECC sean tan intratables. A diferencia de algunos tratamientos actuales para la CEC, que utilizan agentes antimicrobianos que pueden tener efectos no deseados, potencialmente dañinos para los tejidos sanos, este tratamiento utiliza una enzima específica para los enlaces entre los microbios.

«Pensamos que esta podría ser una nueva forma de abordar el problema de las CEC que intervendrían en la interacción sinérgica entre bacterias y levaduras», dice Geelsu Hwang, profesor asistente de Penn Dental Medicine y autor principal del estudio, publicado en la revista. mBio. «Esto nos da otra herramienta para destruir esta virulenta biopelícula».

El trabajo se basa en los hallazgos de un artículo de 2017 de Hwang y sus colegas, incluido Hyun (Michel) Koo de Penn Dental Medicine, quien descubrió que las moléculas llaman mananos en la pared celular de Candida que están estrechamente unidas a una enzima secretada por S. mutans, la glicosiltransferasa. (Gftb). Además de facilitar la unión entre reinos, Gftb también contribuye a la terquedad de las biopelículas dentales al producir polímeros pegajosos llamados glucanos en presencia de azúcares.

Si bien algunos casos de ECC se tratan con medicamentos que matan directamente a los microbios, reduciendo potencialmente la cantidad de patógenos en la boca, esto no siempre descompone de manera efectiva la biopelícula y puede tener efectos no deseados en microbios «buenos» así como en el tejido blando del cordón oral.

Hwang y sus colegas querían probar un enfoque diferente que se enfocara directamente en la interacción insidiosa entre la levadura y las bacterias y optaron por apuntar a los mananos en la superficie de la célula de Candida como punto de contacto.

Usando tres enzimas degradantes de manano diferentes, aplicaron cada una a una biopelícula que crecía en una superficie similar a un diente en un medio salival humano y la dejaron durante cinco minutos. Después del tratamiento, notaron que el volumen total de la biopelícula se redujo. Usando microscopía de gran alcance, también observaron reducciones drásticas en el espesor de la biopelícula y las interacciones entre bacterias y levaduras. El pH del medio circundante fue más alto cuando se expuso a enzimas, lo que indica un ambiente no tan ácido y, por lo tanto, menos propicio para la caries dental.

También midieron qué tan fácil era romper la biopelícula después del tratamiento, utilizando un dispositivo que aplica estrés, similar al cepillado de los dientes.

«La estructura de la biopelícula era más frágil después del tratamiento enzimático», dice Hwang. «Pudimos ver que las biopelículas se eliminaron más fácilmente».

Para confirmar el mecanismo de su enfoque, que las enzimas que degradan el manano estaban debilitando el vínculo entre la levadura y las bacterias, el equipo utilizó microscopía de fuerza atómica para medir los vínculos entre Candida y Gftb. Descubrieron que la terapia redujo esta fuerza de unión en 15 veces.

Finalmente, querían tener una idea de qué tan bien se tolerarían estas enzimas si se usaran en la cavidad oral, especialmente porque los niños serían el grupo de pacientes al que se dirige.

Al aplicar las enzimas a las células de las encías humanas cultivadas, no encontraron ningún impacto dañino, incluso cuando utilizaron una forma concentrada de las enzimas. Además, observaron que el tratamiento no mató a las bacterias ni a las levaduras, una señal de que podría funcionar incluso si los microbios desarrollaran mutaciones que les habrían dado resistencia frente a otros tipos de terapias.

Los investigadores mantuvieron el tiempo de aplicación relativamente corto en cinco minutos, aunque esperan ver actividad en un tiempo aún más corto, como los dos minutos recomendados para el cepillado de dientes. Hwang dice que podrían considerar un enjuague bucal sin alcohol con estas enzimas adicionales que los niños podrían usar como medida preventiva contra la ECC.

Los investigadores esperan continuar buscando esta posibilidad con un mayor seguimiento, incluida la prueba de estas enzimas en un modelo animal. Con más éxito, apuntan a agregar otra herramienta para combatir la amenaza a la salud pública de la ECC.

El estudio fue apoyado en parte por los Institutos Nacionales de Investigación Dental y Craneofacial (becas DE027970 y DE025220) y el Premio Josephine y Joseph Rabinowitz.