Aunque la mayoría de las caries pueden atribuirse a bacterias, como Streptococcus mutans , el hongo Candida albicans puede ser un culpable común en una forma alarmantemente común de caries dental severa que afecta a los niños pequeños conocidos como caries de la primera infancia.
En una investigación anterior, un equipo de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pensilvania descubrió que C. albicans, un tipo de levadura, aprovechó una enzima producida por S. mutans para formar una biopelícula particularmente intratable. En un nuevo estudio, los investigadores han identificado las moléculas de la superficie del hongo que interactúan con la proteína derivada de bacterias. El bloqueo de esa interacción perjudica la capacidad de la levadura para formar una biopelícula S. mutans en la superficie del diente, apuntando a una nueva estrategia terapéutica.
"En lugar de solo apuntar a las bacterias para tratar la caries de la primera infancia, también podríamos apuntar a los hongos", dijo Hyun Michel Koo, autor principal del estudio y profesor en el Departamento de Ortodoncia y Divisiones de Odontología Pediátrica yCommunity Oral Health. "Nuestros datos brindan indicios de que es posible que no necesite utilizar un antimicrobiano de amplio espectro y que pueda apuntar a la enzima o la pared celular de los hongos para interrumpir la formación de biopelículas en la placa".
Koo colaboró en el trabajo con Geelsu Hwang de Penn Dental, el primer autor y profesor asistente de investigación, así como con Yuan Liu, Dongyeop Kim y Yong Li. Damian J. Krysan de la Universidad de Rochester también fue coautor.
La investigación aparece en la revista PLOS Patógenos .
Candida no puede formar efectivamente biopelículas de placa en los dientes por sí solo ni puede unirse S. mutans , a menos que esté en presencia de azúcar. Los niños pequeños que consumen bebidas azucaradas y alimentos en exceso corren el riesgo de desarrollar caries en la primera infancia. El equipo de Koo había descubierto previamente que una enzima, GftB, secretada por S. mutans usa azúcar de la dieta para fabricar polímeros similares a los pegamentos llamados glucanos. Candida promueve este proceso, lo que resulta en una biopelícula pegajosa que permite que la levadura se adhiera a los dientes y se una S. mutans .
Los investigadores sospecharon que la porción externa de la Candida la pared celular, compuesta de moléculas llamadas mananos, podría estar involucrada en la unión de GftB. Para obtener una comprensión más detallada de la interacción entre la levadura y la enzima, los investigadores midieron la fuerza de unión entre varios mutantes Candida cepas y GtfB usando métodos biofísicos. Hwang, quien tiene experiencia en ingeniería y está aplicando su experiencia única para avanzar en la ciencia dental, desarrolló estas mediciones.
Koo, Hwang y sus colegas encontraron que la enzima se unía mucho más débilmente a los mutantes que carecían de componentes de la capa de manano que el tipo salvaje Candida . El equipo luego miró las habilidades del mutante Candida para formar biopelículas con S. mutans en un ensayo de laboratorio. Los mutantes que habían deteriorado la unión con GftB fueron en su mayoría incapaces de formar biopelículas con S. mutans , lo que resulta en significativamente menos Candida células y producción reducida de las moléculas de glucanos pegajosos.
Utilizando otra técnica biofísica, los investigadores probaron cuán estables eran las biopelículas cuando se unían a una superficie similar a un diente. Mientras que el bajo esfuerzo cortante, aproximadamente equivalente a la fuerza generada al tomar un trago de agua, eliminó solo una cuarta parte de la naturalezade tipo biofilm, la misma fuerza eliminó el 70 por ciento de los biofilms con mutantes Candida . Cuando las fuerzas se incrementaron al equivalente de un enjuague bucal vigoroso, las biopelículas mutantes se desalojaron casi por completo.
Para garantizar que sus hallazgos se tradujeran en condiciones in vivo, examinaron la formación de biopelículas en un modelo de roedor que puede imitar el desarrollo de caries en la primera infancia. Cuando los animales se infectaron con ambos S. mutans y las cepas de levadura mutantes de tipo salvaje o defectuosas, los investigadores observaron claras diferencias. Si bien la formación de biopelículas era abundante si se usaba la levadura de tipo salvaje, se redujo sustancialmente en animales infectados con la cepa mutante. Un análisis más preciso revelóque estas biopelículas defectuosas carecían completamente de viables Candida celdas y S. mutans se redujeron en más de cinco veces.
Los resultados apuntan a una nueva dirección para el tratamiento de la caries en la primera infancia. El estándar de atención actual, más allá del uso de fluoruro como enfoque preventivo, es apuntar solo a las bacterias con antimicrobianos, o usar intervenciones quirúrgicas si la caries dentalse ha vuelto demasiado severo
"Esta enfermedad afecta al 23 por ciento de los niños en los Estados Unidos e incluso en todo el mundo", dijo Koo. "Además del fluoruro, necesitamos desesperadamente un agente que pueda atacar las biopelículas que causan la enfermedad y en este caso no solo la bacteriacomponente pero también el Candida . "
Koo y sus colegas ahora están trabajando en nuevos enfoques terapéuticos para intervenciones específicas, que pueden desarrollarse potencialmente para uso clínico.
La investigación es apoyada por el Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial otorga DE025220 y DE025728.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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