پوسیدگی زودرس دندان در کودکی می‌تواند تأثیر پایداری بر سلامت دهان و دندان آن‌ها داشته باشد. دانشمندان دریافته‌اند که پلاک دندانی مسبب ایجاد این پوسیدگی در کودکان است که حاصل همزیستی استرپتوکوک موتانس با کاندیدا آلبیکانس و تشکیل بیوفیلم است. به‌تازگی محققین با هدف قرار دادن ارتباط بین این مخمر و باکتری با کمک یک آنزیم استراتژی جدیدی برای درمان این عارضه پیشنهاد کرده‌اند.
ترکیبی از یک رژیم غذایی پر کربوهیدرات و بهداشت ضعیف دهان و دندان می‌تواند سبب شود کودکان به پوسیدگی زودرس دندان در کودکی (Early Childhood Caries) یا ECC دچار شوند. این نوع پوسیدگی دندانی می‌تواند تأثیر پایداری بر سلامت دهان و دندان آن‌ها داشته باشد.
چند سال پیش دانشمندان دانشکده دندانپزشکی پنسیلوانیا دریافتند که پلاک دندانی مسبب ایجاد پوسیدگی زودرس در کودکان از یک گونه باکتریایی به نام استرپتوکوک موتانس (Streptococcus mutans) به همراه مخمری به نام کاندیدا آلبیکانس (Candida albicans) که نوعی قارچ است، تشکیل شده است. این دو در کنار هم ساختار چسبنده‌ای را تشکیل می‌دهند. این ساختار چسبنده از نظر علمی به‌عنوان بیوفیلم شناخته می‌شود. بیوفیلم و بسیار مخرب است و برداشتن آن از سطح دندان دشوار است.
اکنون، در مطالعه‌ای جدید، این گروه، سازوکاری برای از هم گسیختن این بیوفیلم ارائه کرده‌اند. این کار با هدف قرار دادن ارتباط بین مخمر و باکتری انجام می‌شود؛ چراکه این ارتباط است که از بین بردن پلاک‌ها را بسیار دشوار می‌کند. درمان‌های رایج پوسیدگی از مواد ضد میکروب استفاده می‌کنند و می‌توانند عوارض جانبی داشته باشند و به‌طور بالقوه به بافت‌های سالم آسیب می‌رسانند. برخلاف روش‌های جاری در این روش درمانی جدید از آنزیمی استفاده می‌شود که به‌طور اختصاصی پیوندهای موجود بین میکروب و مخمر را هدف قرار می‌دهد. این مطالعه در مجله mBio منتشر شد.
این تحقیق بر اساس مقاله‌ای از گیلسو هوانگ (Geelsu Hwang) و همکارانش از جمله هیون کوو (Hyun Koo) از دانشکده دندانپزشکی پنسیلوانیا پایه‌ریزی شده است. در آن مقاله مشخص شده بود که مولکول‌های به نام مانان که در دیواره سلولی قارچ کاندیدا وجود دارد به‌طور محکمی به آنزیم‌های گلیکوزیل‌ترانسفراز (Gftb) ترشح شده از باکتری استرپتوکوک موتانس متصل می‌شود. آنزیم Gftb علاوه بر تسهیل اتصال، هنگامی‌که قند در دهان وجود دارد سبب تولید پلیمرهای چسب مانندی به نام گلوکن‌ها (Glucans) می‌شود که به قدرت چسبندگی و مقاومت به پاک شدن بیوفیلم‌های دندانی کمک می‌کنند.
برخی از موارد پوسیدگی زودرس دندان در کودکان با داروهایی درمان می‌شود که به‌طور مستقیم میکروب‌ها را از بین می‌بردند و به‌طور بالقوه تعداد پاتوژن‌ها را در دهان کاهش می‌دهند؛ بااین‌حال این روش همیشه بیوفیلم را به شکل مؤثری تجزیه نمی‌کند و می‌تواند روی میکروب‌های «خوب» و همچنین بافت‌های نرم در حفره دهان اثرات جانبی داشته باشد.
هوانگ و همکارانش در این تحقیق می‌خواستند روشی متفاوت را امتحان کنند که ارتباط بین مخمر و باکتری را هدف قرار دهد. آن‌ها مانان‌های سطح سلول کاندیدا را به‌عنوان هدف انتخاب کردند.
آن‌ها از سه آنزیم مختلف تجزیه‌کننده مانان استفاده کردند و هر یک از این آنزیم‌ها را به روی بیوفیلمی اضافه کردند که روی یک سطح دندان مانند در محیط بزاق انسان رشد کرده بود. پس از گذشت پنج دقیقه نتایج را بررسی کردند. دانشمندان دریافتند که حجم کلی بیوفیلم کاهش یافته است. آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ‌های قدرتمند کاهش زیادی در ضخامت بیوفیلم و نیز ارتباط بین باکتری‌ها و مخمر مشاهده کردند. میزان pH محیط اطراف هنگام قرار گرفتن در معرض آنزیم‌ها بیشتر بود که نشان می‌دهد اسیدی بودن محیط کاهش یافته است و بنابراین کمتر موجب پوسیدگی دندان می‌شود.
تیمار آنزیمی به میزان قابل‌توجهی بیوفیلم باکتری-مخمر را روی سطح شبه دندان ضعیف می‌کند. در این روش درمانی با استفاده از بتا-ماناناز (تصویر سمت راست) پیوندهای بین باکتری و مخمر تجزیه می‌شود. این روش را می‌توان برای درمان پوسیدگی زودرس در کودکی استفاده کرد. این نوع پوسیدگی شکل شدیدی از پوسیدگی دندان است (تصویر از گیلسو هوانگ).
آن‌ها همچنین با استفاده از دستگاهی که فشاری شبیه مسواک زدن دندان ایجاد می‌کند، میزان سهولت شکستن بیوفیلم پس از درمان را ارزیابی کردند.
هوانگ می‌گوید: «ساختار بیوفیلم پس از تیمار با آنزیم شکننده‌تر بود.» وی ادامه می‌دهد: «توانستیم مشاهده کنیم که بیوفیلم‌ها راحت‌تر حذف شدند.»
این گروه برای تأیید اینکه آیا آنزیم‌های تجزیه‌کننده مانان باعث ضعیف شدن اتصال بین مخمر و باکتری‌ها می‌شوند یا خیر؛ از میکروسکوپ نیروی اتمی برای اندازه‌گیری پیوندهای بین کاندیدا و گلیکوزیل ترانسفراز استفاده کرد. آن‌ها دریافتند، در این روش درمانی این نیروی پیوند ۱۵ برابر کاهش می‌یابد.
سرانجام، آن‌ها می‌خواستند دریابند که هنگامی‌که این آنزیم‌ها در حفره دهان استفاده می‌شوند تا چه اندازه تحمل می‌شوند، مخصوصاً ازآنجاکه کودکان گروه هدف این درمان هستند.
دانشمندان هنگام استفاده از آنزیم‌ها روی سلول‌های لثه‌ای انسان در محیط کشت، حتی زمانی که از شکل غلیظ آنزیم استفاده کردند هیچ تأثیر مضری پیدا نکردند. علاوه بر این، آن‌ها مشاهده کردند که این درمان باعث از بین رفتن باکتری‌ها یا مخمر نمی‌شود. این موضوع نشانه‌ای است که حتی اگر میکروب‌ها جهشی یابد که آن‌ها را در برابر سایر روش‌های درمانی مقاوم کند، این روش می‌تواند کارساز باشد.
محققان مدت‌زمان استفاده را نسبتاً کوتاه و در حدود ۵ دقیقه نگه داشتند، هرچند امیدوارند که فعالیت را در مدت‌زمان کوتاه‌تری، مانند دو دقیقه هم ببینند که این زمانی است که برای مسواک زدن توصیه می‌شود. به گفته محققان، می‌توان این آنزیم‌ها را به دهان‌شویه غیرالکلی اضافه کرد که می‌تواند به‌عنوان یک اقدام پیشگیرانه علیه پوسیدگی زودرس در کودکان استفاده شود.
محققان امیدوارند با فعالیت‌های بیشتر از جمله آزمایش این آنزیم‌ها در مدل حیوانی، احتمال استفاده از آن انسان را پیگیری کنند تا ابزار دیگری برای مبارزه با تهدید سلامت عمومی علیه پوسیدگی زودرس دندان در کودکان اضافه کنند.
Original Reference: Kim, H. E., et al. (۲۰۲۱) Intervening in Symbiotic Cross-Kingdom Biofilm Interactions: a Binding Mechanism-Based Nonmicrobicidal Approach. mBio. doi.org/10.1128/mBio.00651-21.