La caries de la primera infancia, una forma de caries dental severa que afecta a los niños pequeños y preescolares, puede preparar a los niños para toda una vida de problemas dentales y de salud. El problema puede ser lo suficientemente importante como para que la cirugía sea la única forma eficaz de tratarlo.
Recientemente, investigadores de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pennsylvania descubrieron que, en muchos casos, las caries de la primera infancia son el resultado de la placa dental que contiene bacterias y hongos que trabajan juntos para hacer que la biopelícula de los dientes sea más patógena y difícil de eliminar. Ahorahan demostrado que estos dos tipos de microorganismos se sinergizan para mejorar la resistencia a los medicamentos, lo que permite que las células fúngicas eviten ser destruidas por las terapias antifúngicas. Sin embargo, atacar simultáneamente la matriz producida por las bacterias junto con el hongo ofrece una forma de evitar esta protección
"Las modalidades antimicrobianas actuales para el tratamiento de las caries en la primera infancia tienen una eficacia limitada", dice Hyun Michel Koo, profesor del Departamento de Ortodoncia y las divisiones de Odontología Pediátrica y Salud Oral Comunitaria de la Facultad de Medicina Dental de Penn. "Evidencia disponiblemuestra que las enfermedades asociadas a las biopelículas son de naturaleza polimicrobiana, incluida una mezcla de especies de bacterias y hongos; por lo tanto, un tratamiento dirigido a un solo tipo de microorganismo puede no ser efectivo. Creo que este trabajo nos da una idea de las formas alternativas de interrumpirKingdom biofilm, un enfoque combinatorio que considera los componentes fúngicos y bacterianos ".
Koo fue el autor principal del trabajo y Dongyeop Kim, un becario de investigación postdoctoral, fue el primer autor. Colaboraron con equipos de la Universidad de Tel Aviv y la Universidad de Wisconsin-Madison en el trabajo, que se publicó en el Revista ISME .
Durante los últimos años, los investigadores han observado que la placa dental en niños con caries en la primera infancia a menudo contenía Candida albicans , una especie de hongo que normalmente coloniza las superficies de las mucosas, además de Streptococcus mutans, la bacteria generalmente asociada con la caries dental. El trabajo en el laboratorio de Koo demostró que una enzima producida por la bacteria, llamada GtfB, puede unirse a Candida y cuando el azúcar está presente un sello dietético en la caries infantil se forma una matriz polimérica pegajosa en la superficie celular, lo que permite que el hongo se una a los dientes y se asocie con sus contrapartes bacterianas. Una vez juntos, estos organismos trabajan en conjunto para aumentar la gravedad de lacaries en un modelo de roedor.
Al darse cuenta de esto, Koo, Kim y sus colegas querían ver si un enfoque doble podría romper la asociación sinérgica y tratar de manera efectiva la biopelícula ". Inicialmente, decidimos buscar terapias que se usan clínicamente en odontología para atacar oprevenir infecciones fúngicas o bacterianas ", dice Koo.
Se les ocurrió fluconazol, que se usa como antifúngico, y yoduro de povidona, que es un agente antiséptico con propiedades antibacterianas. Usado solo para tratar biopelículas que crecen en un material similar a un diente en el laboratorio, los medicamentos solo tuvieron efectos moderados, lo que confirma que la monoterapia no funciona muy bien contra las biopelículas polimicrobianas. Pero en combinación, los resultados fueron mucho más impresionantes.
"Erradicamos completamente la infección por hongos, tanto en las biopelículas cultivadas en laboratorio como en las formadas in vivo utilizando un modelo animal", señala Koo, pero este logro se produjo sin mejorar la actividad antibacteriana.
Para comprender por qué el enfoque combinado fue tan eficaz contra C. albicans incluso sin matar muchas más bacterias, los investigadores observaron de cerca las imágenes microscópicas de alta resolución de las biopelículas con las diversas combinaciones de tratamientos. Observaron que, en las biopelículas no tratadas y las tratadas únicamente con fluconazol, el hongo estaba cubierto con abundante matriz pegajosa, que parecía servir como un escudo protector contra el compuesto antifúngico. Pero en las biopelículas tratadas también con yoduro de povidona, la matriz se redujo sustancialmente, dejando al hongo expuesto al fluconazol.
"Pensamos, eso es interesante", dice Koo, y recurrió a la literatura científica para obtener más información. Descubrieron que los medicamentos que contienen yoduro pueden inhibir la actividad de GtfB. En una serie de experimentos, encontraron que el yoduro de povidona actuabacomo un poderoso inhibidor de la producción de matriz pegajosa. El agente era casi 100 veces más potente como inhibidor de la matriz que como agente antibacteriano.
Eso los llevó a la hipótesis de que la matriz actuaba como un "escudo que atrapa el fármaco", evitando que el fluconazol acceda a las células fúngicas y las mate. Para ver si la alteración de la matriz podría permitir que el fluconazol penetre y alcance el hongo,colaboraron con científicos de la Universidad de Tel Aviv para rastrear, en tiempo real, el fluconazol marcado con fluorescencia a medida que se movía a través de una biopelícula.
Tomando imágenes en intervalos de tiempo, encontraron que el fluconazol estaba atrapado en la matriz, en gran parte sin llegar a las células del hongo, lo que se confirmó aún más midiendo directamente el fluconazol marcado radiactivamente absorbido en la matriz. Por el contrario, el fluconazol se movía fácilmente dentro del hongocélulas cuando estaban ubicadas en biopelículas con la matriz interrumpida por povidona yodada.
Usando tres ensayos diferentes para romper la matriz, ya sea degradando directamente la matriz o usando bacterias defectuosas en GtfB, los investigadores encontraron que la capacidad antifúngica del fluconazol podría restaurarse por completo, lo que confirma el papel de la matriz producida por bacterias enpromover la resistencia a los fármacos antimicóticos.
El hongo en sí tiene sus propios mecanismos para evitar que los antifúngicos lo maten, pero esta resistencia se ve agravada por el efecto protector de la matriz, encontraron los investigadores.
De cara al futuro, el equipo liderado por Penn espera que sus hallazgos conduzcan a nuevas estrategias para el tratamiento de infecciones bacteriano-fúngicas asociadas con caries en la primera infancia y posiblemente otras enfermedades polimicrobianas. Por parte de los investigadores, están haciendo uso de la nanotecnología para desarrollar enfoques específicosque puede apuntar con precisión a la matriz y a los componentes fúngicos y bacterianos de la biopelícula oral.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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