Karies v križcu: Naravni polifenoli motijo mehanizem pritrditve bakterij

Karies se običajno začne s Streptococcus mutans, ki se trdno oprime sklenine in zgradi biofilm (zobne obloge), pri čemer izloča kisline, ki razjedajo zob. Ključ do pritrditve pri mnogih grampozitivnih bakterijah je encim sortaza A (SrtA): ta "všije" adhezinske beljakovine v celično steno (motiv LPXTG) in jih spremeni v prava sidra. Ekipa z Univerze v Wyomingu je poročala, da naravni polifenoli iz javorja zavirajo S. mutans SrtA in znatno zmanjšajo nastajanje oblog, pri čemer je (−)-epikatehin galat (ECG), dobro znan tudi iz zelenega/črnega čaja, najmočnejši zaviralec. To odpira pot varnejšim ustnim vodicam in drugim higienskim izdelkom, zlasti za otroke, kjer alkohol in agresivni antiseptiki niso zaželeni. Študija je objavljena v reviji Microbiology Spectrum.

Raziskovalne metode

Avtorji so prešli »od izračunov k uporabnemu modelu zoba«:

1. Molekularno modeliranje in silico je pokazalo, da se javorjevi polifenoli vežejo na aktivno mesto S. mutans SrtA.
2. In vitro (encimsko) prečiščen SrtA je bil testiran in vitro in potrjeno je bilo, da ga zavirajo številne javorjeve spojine.
3. In vitro (biofilm) – testirali smo, ali te spojine zavirajo pritrditev in rast biofilmov S. mutans na "plastičnih zobeh" in na hidroksiapatitnih diskih (model sklenine). Primerjali smo učinkovitost posameznih polifenolov, vključno z EKG in priljubljenim EGCG. Ta pot (pritrditev → encim → površina "sklenine") nam omogoča, da molekularno tarčo povežemo z resničnim učinkom proti biofilmu.

Ključni rezultati

• Mehanizem: Javorjevi polifenoli zavirajo SrtA, zaradi česar se adhezini težje "všijejo" v celično steno – bakterije se slabše oprimejo površine zoba in zgradijo šibkejši biofilm.
• Vpliv na modele sklenine: Na hidroksiapatitnih diskih in "plastičnih zobeh" so takšne spojine znatno zmanjšale biofilm S. mutans v primerjavi s kontrolno skupino.
• Sestava in primerjava: EKG je bil najmočnejši zaviralec; EGCG (pogosto uporabljen v zobozdravstvenih izdelkih) je prav tako deloval, vendar bistveno manj – kar kaže na to, da so bili prejšnji »skromni« učinki EGCG morda posledica neoptimalne izbire molekule.
• Varnost in dostopnost: ECG je živilski polifenol, ki je relativno lahko dostopen in poceni, zaradi česar je primeren za vključitev v ustne vodice in zobne paste kot dodatek proti biofilmu in ne kot "ubijalec bakterij".

Interpretacija in klinični zaključki

Delo potrjuje prehod s strategije "uniči vse" na strategijo "odstrani bakterijam njihova sidrišča". V praksi to pomeni:

• pri preprečevanju kariesa bi lahko užitne polifenole preizkusili kot dodatke k fluoridu in mehanskemu čiščenju, s poudarkom na zmanjševanju adhezije/obloga;
• otroci in občutljive skupine bodo imeli okence za nestrupene ustne vodice (pomembno, ker otroci pogosto pogoltnejo ustne vodice);
• Razvijalci izdelkov za nego kože bi morali razmisliti o EKG kot močnejši alternativi EGCG.

Omejitve: prikazano in silico/in vitro; ni podatkov o klinični učinkovitosti, stabilnosti formule in vplivu na normalno ustno mikrobioto – vse to bo zahtevalo predklinične in randomizirane študije. Vendar pa doslednost »tarča → encim → biofilm na sklenini« daje prepričljiv razlog za nadaljnji razvoj.

Avtorjevi komentarji

• Zakaj javor in kaj je sprožilo projekt? Ekipa je opazila, da Listeria na nekaterih vrstah lesa, zlasti na javorju, komaj tvori biofilm, kar je privedlo do ideje o javorjevih polifenolih in njihovi tarči, encimu sortazi A. To idejo so nato prenesli na mehanizemsko povezan S. mutans.
• Ključni vpogledi v mehanizem in novost: Po mnenju dr. Marka Gomelskyja (Univerza v Wyomingu) javorjevi polifenoli »zavirajo sortazo pri S. mutans, zaradi česar je manj verjetno, da se bakterije pritrdijo na površino zoba«, kar ima učinek proti biofilmu in ne »ubijalskega« učinka.
• O "preveč gladkem" prileganju: " V nekaterih pogledih je bila ta študija skoraj prelahka... vse se je izteklo tako, kot smo predvidevali," pravi Gomelsky in to imenuje redka izkušnja v 35-letni karieri.
• EKG v primerjavi z EGCG. Najmočnejši zaviralec je bil (−)-epikatehin galat (EKG); EGCG prav tako deluje, vendar veliko šibkeje. Od tod sklep avtorjev: »zmerni« učinki učinkovin EGCG bi lahko bili posledica izbire manj optimalne spojine.
• Praktična perspektiva in varnost. Avtorji vidijo EKG in druge užitne polifenole kot dodatke izdelkom za ustno nego (vodice za izpiranje, paste): naravni, cenovno dostopni, nestrupeni – še posebej pomembni za otroke, ki lahko vodico za izpiranje pogoltnejo.
• Kaj sledi: Ekipa že razvija izdelke na osnovi rastlinskih polifenolov prek univerzitetnega zagonskega podjetja; prvi avtor članka je dr. Ahmed Elbakush.

Po besedah vodje študije, Marka Gomelskega (Univerza v Wyomingu), je bilo »skoraj preveč natančno: napovedi so bile potrjene v encimu in v modelu zoba.« Poudarja, da bi lahko EKG in druge užitne polifenole proti SrtA dodali higienskim izdelkom za preprečevanje kariesa, zlasti v pediatričnih linijah. Ekipa že razvija takšne izdelke prek zagonskega podjetja, povezanega z univerzo; prvi avtor članka je dr. Ahmed Elbakush.