Ферменты предотвратили образование кариесогенных биопленок на зубах

Ополаскивание зубов растворами с ферментами, разрушающими маннан, уменьшает образование биопленок из микроорганизмов – основной причины развития кариеса. Ученые из США проверили действие трех ферментов на биопленки, состоящие из Candida albicans и Streptococcus mutans. Оказалось, что обработка ферментами ослабляет связи между грибком и бактерией. Ученые надеются создать ополаскиватели, предотвращающие формирование биопленок. Исследование опубликовано в mBio.

Дети часто едят богатую углеводами пищу и плохо чистят зубы. Это ведет к возникновению агрессивных форм кариеса. Мы уже писали, что вероятность формирования кариеса в большей степени зависит от состава микробиома ротовой полости, чем от генетических факторов. Основные микроорганизмы, принимающие участие в развитии кариеса относятся к родам Streptococcus, Candida, Lactobacillus, Actinomyces, Veillonella. Candida albicans может взаимодействовать с Streptococcus mutans и формировать биопленки на поверхности зубов. Такой тандем грибка и бактерии часто встречается у детей и приводит к возникновению особенно агрессивных биопленок на поверхности зубов, которые сложно убрать. Лечение антибактериальными и антигрибковыми препаратами не приводит к желаемому результату, так как не ослабляет взаимодействия между бактериями и грибами. Лечение антибиотиками также создает антибиотикорезистентные штаммы.

Механизм возникновения биопленок в последние годы широко изучался, и теперь исследователи поняли, на что можно воздействовать, чтобы уменьшить их образование. Ученые обнаружили, что такая биопленка создается с помощью маннана на поверхности кандиды, который связывает глюкозилтрансферазу — фермент стрептококка. Глюкозилтрансфераза продуцирует внеклеточные полимерные вещества из сахарозы, которые и формируют матрикс для биопленок. Исследования показали, что внеклеточные полимерные вещества увеличивают количество мест адгезии стрептококка к грибку – создается плотная и резистентная биопленка. Штаммы кандиды, у которых маннан на поверхности клеток был дефективным, формировали гораздо меньше биопленок со стрептококком.

Ученые из США под руководством профессора Хванга (G. Hwang) из Университета Пенсильвании решили разработать метод, воздействующий на связи между стрептококком и кандидой, чтобы уменьшить формирование биопленок на зубах. Они выдвинули гипотезу, что ферменты, разрушающие маннан, будут ослаблять связи биопленок. Они воздействовали тремя ферментами (бета-маннаназой, альфа-маннозидазой и бета-маннозидазой) на биопленки, находящиеся на поверхности из гидроксиаппатита (минеральная составляющая зубов). Ученые наблюдали за эффектом в световой микроскоп.

После пяти минут такого воздействия налет было гораздо легче убрать, например, обычной зубной щеткой. Также преимуществом метода оказалось повышение pH слюны: среда становилась менее кислой, а значит менее благоприятной для развития кариеса.

Также ученые посчитали массу налета до и после обработки ферментами. Оказалось, что через 28 часов бета-маннаназа уменьшила массу налета в 2,5 раза, а альфа-маннозидаза и бета-маннозидаза — в 1,4 раз (p < 0,001).

Теперь перед исследователями стоит задача уменьшить время, необходимое для воздействия ферментов, до двух минут. Они планируют разработать ополаскиватели, которые дети смогут использовать ежедневно.

Разрабатываются не только технологии по предотвращению кариеса, но и его лечению. Недавно британские исследователи обнаружили, что экспериментальное лекарство от болезни Альцгеймера способствует естественному заращению кариозных полостей в зубах мышей.

Анастасия Кузнецова