Nanocząstkami w próchnicę
Bakterie żyjące w płytce nazębnej przyczyniają się do próchnicy i często opierają się tradycyjnemu leczeniu. Już wkrótce problemy z próchnicą mogą stać się przeszłością dzięki innowacyjnym nanocząstkom.
Nowa strategia opracowana przez naukowców z Uniwersytetu Pensylwanii oferuje znacznie bardziej wyrafinowane podejście. Zamiast stosować standardowy antybiotyk, uczeni postanowili użyć wrażliwe na pH i enzymy nanocząstki zawierające żelazo. Katalizują one aktywność nadtlenku wodoru, a substancja ta wytwarza reaktywne formy tlenu, które degradują biofilm, całkowicie wyniszczając obecne w jamie ustnej bakterie.
- Nawet przy bardzo niskim stężeniu nadtlenku wodoru, proces ten niezwykle skutecznie zakłócał biofilm. Dodanie nanocząstek zwiększa efektywność zabijania bakterii ponad 5000-krotnie - powiedział Hyun (Michel) Koo, jeden z autorów badań.
Najnowsze badania zostały oparte na eksperymentach zespołu Lizenga Gao z 2007 r., podczas których wykazano, że niektóre nanocząstki wykazują właściwości enzymatyczne. W 2013 r. Gao zaproponował wykorzystanie ich w środowisku jamy ustnej.
- Kiedy po raz pierwszy Gao przedstawił mi swój pomysł, byłem bardzo sceptyczny, ponieważ wolne rodniki mogą uszkodzić zdrową tkankę. Prawda jest zupełnie inna, bo działanie nanocząstek jest zależne od pH - powiedział Koo.
Gao odkrył, że nanocząstki nie wykazują żadnej aktywności katalitycznej w obojętny lub prawie obojętnym pH (6,5-7). Takie wartości pH można zazwyczaj znaleźć we krwi lub ustach zdrowych osób. Ale im bliżej pH kwaśnego (bliżej 5), tym nanocząstki stają się bardziej aktywne i mogą produkować wolne rodniki. Scenariusz był idealny do przetestowania na płytce nazębnej, która może produkować kwaśne mikrośrodowisko pod wpływem cukrów.
Podczas testów in vivo wywołujące próchnice bakterie Streptococcus mutans hodowano na podłożu przypominającym szkliwo. Wykazano, że w kwaśnym środowisku (po ekspozycji na cukier) nanocząstki przywierają do biofilmu i katalizują produkcję nadtlenku wodoru.
Reakcja nanocząstek z 1-proc. lub słabszym roztworem nadtlenku wodoru skutecznie zabija bakterie, uśmiercając w 5 minut ponad 99,9 proc. obecnych bakterii. To ogromna skuteczność, prawie 5000 razy wyższa niż przy użyciu tylko nadtlenku wodoru.
- To bardzo obiecujące. Skuteczność i toksyczność muszą zostać potwierdzone w badaniach kliniczne, ale myślę, że w naszej metodzie jest spory potencjał - powiedział Koo.
Czy to oznacza, że naukowcom wreszcie udało się znaleźć sposób, by raz na zawsze uporać się z próchnicą?
