La combinación de una dieta rica en carbohidratos y una mala higiene bucal puede dejar a los niños con caries de la primera infancia (ECC), una forma grave de caries dental que puede tener un impacto duradero en su salud bucal y general.

Hace unos años, 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, conocida científicamente como biopelícula, que se vuelve extremadamente virulenta y difícil de desplazar de 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 y dañar potencialmente los tejidos sanos, este tratamiento utiliza una enzima específica para los enlaces que existen 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. Esto nos ofrece otra herramienta para alterar esta virulenta biopelícula ".

Geelsu Hwang, autor principal del estudio y profesor asistente, Medicina Dental, Universidad de Pennslvania

El estudio de Hwang se publicó en la revista mBio .

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, que descubrió que las moléculas llamadas mananos en la pared celular de Candida se unen estrechamente a una enzima secretada por S. mutans, las glicosiltransferasas (Gftb). ). Además de facilitar la unión entre reinos, Gftb también contribuye a la terquedad de las biopelículas dentales al fabricar polímeros similares a pegamentos llamados glucanos en presencia de azúcares.

Si bien algunos casos de CEC se tratan con medicamentos que matan a los microbios directamente, 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" y también en los tejidos blandos de la cavidad bucal.

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 de saliva humana y la dejaron durante cinco minutos. Después del tratamiento, notaron que se redujo el volumen total de la biopelícula. Usando microscopía poderosa, también observaron reducciones drásticas en el grosor de la biopelícula y las interacciones entre bacterias y levaduras. El pH del medio circundante fue más alto cuando se expuso a las enzimas, lo que indica un ambiente que no es tan ácido y, por lo tanto, menos propicio para las caries.

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

"La estructura de la biopelícula era más frágil después del tratamiento con enzimas", dice Hwang. "Pudimos ver que las biopelículas se eliminaban más fácilmente".

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

Finalmente, querían tener una idea de cuán bien toleradas serían estas enzimas cuando se usaran en la cavidad oral, especialmente porque los niños serían el grupo de pacientes objetivo.

Al aplicar las enzimas a las células gingivales humanas en cultivo, 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 la levadura, una señal de que podría funcionar incluso si los microbios desarrollaran mutaciones que les otorgarían resistencia contra 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 que se recomiendan para el cepillado de dientes. Hwang dice que podrían considerar un enjuague bucal sin alcohol con estas enzimas agregadas que los niños podrían usar como medida preventiva contra la ECC.

Los investigadores esperan continuar buscando esta posibilidad con un seguimiento adicional, incluida la prueba de estas enzimas en un modelo animal. Con más éxitos, su objetivo es agregar otra herramienta para combatir la amenaza de la ECC para la salud pública.