Karijes na meti: Prirodni polifenoli remete mehanizam pričvršćivanja bakterija

Karijes obično počinje tako što se Streptococcus mutans čvrsto prilijepi za caklinu i izgradi biofilm (zubni plak), lučeći kiseline koje nagrizaju zub. Ključ prianjanja kod mnogih gram-pozitivnih bakterija je enzim sortaza A (SrtA): ona „ušiva“ adhezinske proteine u staničnu stijenku (motiv LPXTG), pretvarajući ih u prava sidra. Tim sa Sveučilišta Wyoming izvijestio je da prirodni polifenoli iz javora inhibiraju S. mutans SrtA i značajno smanjuju stvaranje plaka, pri čemu je (−)-epikatehin galat (ECG), također dobro poznat iz zelenog/crnog čaja, najjači inhibitor. To otvara put sigurnijim vodicama za ispiranje usta i drugim higijenskim proizvodima, posebno za djecu, gdje alkohol i jaki antiseptici nisu poželjni. Studija je objavljena u časopisu Microbiology Spectrum.

Metode istraživanja

Autori su prešli „s izračuna na primijenjeni model zuba“:

1. In silico molekularno modeliranje pokazalo je da se javorovi polifenoli vežu na aktivno mjesto S. mutans SrtA.
2. In vitro (enzimski) - pročišćeni SrtA testiran je in vitro i potvrđeno je da ga inhibiraju brojni javorovi spojevi.
3. In vitro (biofilm) — testirano je inhibiraju li ovi spojevi pričvršćivanje i rast biofilmova S. mutans na "plastičnim zubima" i na hidroksiapatitnim diskovima (model cakline). Usporedili su učinkovitost pojedinačnih polifenola, uključujući ECG i popularni EGCG. Ovaj put (pričvršćivanje → enzim → površina "cakline") omogućuje nam povezivanje molekularne mete sa stvarnim anti-biofilmskim učinkom.

Ključni rezultati

• Mehanizam: Javorovi polifenoli inhibiraju SrtA, što adhezinima otežava „ušivanje“ u staničnu stijenku - bakterije se slabije prianjaju uz površinu zuba i grade slabiji biofilm.
• Učinak na modele cakline: Na hidroksiapatitnim diskovima i „plastičnim zubima“, takvi spojevi značajno su smanjili biofilm S. mutans u usporedbi s kontrolnom skupinom.
• Sastav i usporedba: EKG je bio najpotentniji inhibitor; EGCG (često korišten u stomatološkim proizvodima) također je djelovao, ali znatno manje – što sugerira da su prethodni „skromni“ učinci EGCG-a mogli biti posljedica neoptimalnog izbora molekule.
• Sigurnost i dostupnost: ECG je prehrambeni polifenol koji je relativno lako dostupan i jeftin, što ga čini kandidatom za uključivanje u vodice za ispiranje usta i paste za zube kao aditiv protiv biofilma, a ne kao "ubojicu bakterija".

Interpretacija i klinički zaključci

Rad pojačava prelazak sa strategije "ubiti sve" na strategiju "uklanjanja bakterija iz njihovih sidrišta". U praksi to znači:

• U prevenciji karijesa, jestivi polifenoli mogli bi se testirati kao pomoćna sredstva fluoridu i mehaničkom čišćenju, s naglaskom na smanjenje adhezije/plaka;
• djeca i osjetljive skupine imat će prozorčić za netoksične tekućine za ispiranje usta (važno jer djeca često gutaju tekućine za ispiranje usta);
• Razvojni programeri proizvoda za njegu kože trebali bi razmotriti EKG kao potentniju alternativu EGCG-u.

Ograničenja: prikazano in silico/in vitro; nema podataka o kliničkoj učinkovitosti, stabilnosti formule i utjecaju na normalni oralni mikrobiot - sve će to zahtijevati predklinička i randomizirana ispitivanja. Međutim, dosljednost "meta → enzim → biofilm na caklini" čini argumente za daljnji razvoj uvjerljivima.

Komentari autora

• Zašto javor i što je potaknulo projekt? Tim je primijetio da Listeria jedva formira biofilm na nekim vrstama drva, posebno na javoru, što je dovelo do ideje o javorovim polifenolima i njihovoj meti, enzimu sortazi A. Zatim su tu ideju prenijeli na mehanizam povezan s S. mutans.
• Ključni uvidi u mehanizam i novost: Prema Marku Gomelskyju, dr. sc. (Sveučilište u Wyomingu), javorovi polifenoli „inhibiraju sortazu u S. mutans, čineći bakterije manje sklonima pričvršćivanju na površinu zuba“, što ima anti-biofilm učinak, a ne „ubojiti“ učinak.
• O "preglatkom" uklapanju: " U nekim aspektima, ova je studija bila gotovo prelaka... sve je ispalo kako smo predvidjeli ", kaže Gomelsky, nazivajući to rijetkim iskustvom u 35-godišnjoj karijeri.
• EKG u odnosu na EGCG. Najjači inhibitor bio je (−)-epikatehin galat (EKG); EGCG također djeluje, ali mnogo slabije. Stoga autori zaključuju: „umjereni“ učinci EGCG sredstava mogli bi biti posljedica izbora manje optimalnog spoja.
• Praktična perspektiva i sigurnost. Autori smatraju da su EKG i drugi jestivi polifenoli aditivi proizvodima za oralnu njegu (vodice za ispiranje usta, paste): prirodni, pristupačni, netoksični - posebno relevantni za djecu koja mogu progutati vodicu za ispiranje usta.
• Što je sljedeće: Tim već razvija proizvode na bazi biljnih polifenola putem sveučilišnog startupa; prvi autor rada je dr. Ahmed Elbakush.

Prema voditelju studije, Marku Gomelskyju (Sveučilište Wyoming), „Bilo je gotovo previše uredno: predviđanja su potvrđena u enzimu i u modelu zuba.“ Naglašava da bi se EKG i drugi jestivi anti-SrtA polifenoli potencijalno mogli dodati higijenskim proizvodima kako bi se spriječio karijes, posebno u pedijatrijskim linijama. Tim već razvija takve proizvode putem startupa povezanog sa sveučilištem; prvi autor rada je dr. Ahmed Elbakush.