Secondo un nuovo studio condotto da un team dell’Università della Pennsylvania, prendendo di mira i legami tra batteri e lieviti che possono formare una placca dentale appiccicosa, una nuova strategia terapeutica potrebbe aiutare a lavare via l’accumulo risparmiando i tessuti orali.
La combinazione di una dieta ricca di carboidrati e una scarsa igiene orale può lasciare i bambini con carie della prima infanzia (ECC), una forma grave di carie dentale che può avere un impatto duraturo sulla loro salute orale e generale.
Alcuni anni fa, gli scienziati della Penn’s School of Dental Medicine hanno scoperto che la placca dentale che dà origine all’ECC è composta sia da una specie batterica, lo Streptococcus mutans, sia da un fungo, la Candida albicans. I due formano una simbiosi appiccicosa, scientificamente nota come biofilm, che diventa estremamente virulenta e difficile da spostare dalla superficie del dente.
Ora, un nuovo studio del gruppo offre una strategia per interrompere questo biofilm prendendo di mira le interazioni lievito-batteriche che rendono le placche ECC così intrattabili. A differenza di alcuni trattamenti attuali per l’ECC, che utilizzano agenti antimicrobici che possono avere effetti fuori bersaglio, potenzialmente dannosi per i tessuti sani, questo trattamento utilizza un enzima specifico per i legami esistenti tra i microbi.
“Abbiamo pensato che questo potesse essere un nuovo modo di affrontare il problema degli ECC che sarebbero intervenuti nell’interazione sinergica tra batteri e lievito”, afferma Geelsu Hwang, assistente professore in Penn Dental Medicine e autore senior dello studio, pubblicato sulla rivista mBio . “Questo ci offre un altro strumento per distruggere questo biofilm virulento”.
Il lavoro si basa sui risultati di un documento del 2017 di Hwang e colleghi, tra cui Hyun (Michel) Koo della Penn Dental Medicine, che ha scoperto che le molecole chiamano mannani sulla parete cellulare di Candida legate strettamente a un enzima secreto da S. mutans, glicosiltransferasi (Gftb ). Oltre a facilitare il legame tra i regni, Gftb contribuisce anche alla testardaggine dei biofilm dentali producendo polimeri gluelike chiamati glucani in presenza di zuccheri.
Mentre alcuni casi di ECC sono trattati con farmaci che uccidono direttamente i microbi, riducendo potenzialmente il numero di agenti patogeni nella bocca, questo non sempre abbatte efficacemente il biofilm e può avere effetti fuori bersaglio sui microbi “buoni” e i tessuti molli del cavo orale.
Hwang e colleghi volevano provare un approccio diverso che avrebbe preso di mira direttamente l’insidiosa interazione tra lievito e batteri e hanno scelto di prendere di mira i mannani nella superficie delle cellule di Candida come punto di contatto.
Usando tre diversi enzimi di degradazione del mannano, hanno applicato ciascuno di essi a un biofilm che cresceva su una superficie simile a un dente in un mezzo salivare umano e lo hanno lasciato per cinque minuti. Dopo il trattamento, hanno notato che il volume complessivo del biofilm è stato ridotto. Utilizzando una potente microscopia, hanno anche osservato drastiche riduzioni dello spessore del biofilm e delle interazioni tra batteri e lievito. Il pH del mezzo circostante era più alto quando esposto agli enzimi, indicando un ambiente non così acido e quindi meno favorevole alla carie.
Hanno anche misurato quanto fosse facile rompere il biofilm dopo il trattamento, utilizzando un dispositivo che applica uno stress, simile allo spazzolamento dei denti.
“La struttura del biofilm era più fragile dopo il trattamento enzimatico”, dice Hwang. “Siamo stati in grado di vedere che i biofilm sono stati rimossi più facilmente”.
Per confermare il meccanismo del loro approccio – che gli enzimi degradanti il ??mannano stavano indebolendo il legame tra lievito e batteri – il team ha utilizzato la microscopia a forza atomica per misurare i legami tra Candida e Gftb. La terapia, hanno scoperto, ha ridotto questa forza di legame di 15 volte.
Infine, volevano avere un’idea di quanto sarebbero stati ben tollerati questi enzimi se usati nella cavità orale, soprattutto perché i bambini sarebbero il gruppo di pazienti a cui si rivolge.
Applicando gli enzimi alle cellule gengivali umane in coltura, non hanno riscontrato alcun impatto dannoso, anche quando hanno utilizzato una forma concentrata degli enzimi. Inoltre, hanno osservato che il trattamento non ha ucciso i batteri o il lievito, segno che potrebbe funzionare anche se i microbi sviluppassero mutazioni che avrebbero dato loro resistenza contro altri tipi di terapie.
I ricercatori hanno mantenuto il tempo di applicazione relativamente breve a cinque minuti, anche se sperano di vedere l’attività in un tempo ancora più breve, come i due minuti consigliati per lo spazzolamento dei denti. Hwang dice che potrebbero prendere in considerazione un collutorio senza alcol con questi enzimi aggiunti che potrebbe essere usato dai bambini come misura preventiva contro l’ECC.
I ricercatori sperano di continuare a perseguire questa possibilità con un ulteriore follow-up, incluso il test di questi enzimi in un modello animale. Con più successi, mirano ad aggiungere un altro strumento per combattere la minaccia per la salute pubblica dell’ECC.