Бактерии повышают сопротивление противогрибкового препарата при серьезных разрушениях молочных зубов 25-05-2018 Тяжелая форма раннего детского кариеса может создать проблемы в жизни дошкольников, и создать им проблемы со здоровьем. Проблемы могут быть такими значительными, что хирургическое вмешательство может оказаться единственным эффективным способом для ее разрешения.
Недавно исследователи из Школы Стоматологической Медицины при Университете Пенсильвании обнаружили, что во многих случаях ранний детский кариес является результатом образования зубного налета, содержащего как бактерии, так и грибки, что делает биопленку на зубах более патогенной и трудноудаляемой. Ученые показали, что эти два типа микроорганизмов объединяются для усиления устойчивости к противогрибковому препарату. Поэтому необходимо одновременно нацелиться и на бактерии и на грибки, чтобы таким образом обойти эту защиту.
"Текущие антибактериальные методы лечения раннего детского кариеса имеют ограниченную эффективность", - говорит Хюн (Мишель) Ку, преподаватель с кафедры Ортодонтии. "Имеющиеся данные показывают, что заболевания, связанные с биопленкой, являются полимикробными по своей природе, включая смесь бактериальных и грибковых видов; поэтому лечение, направленное только на один тип микроорганизма, может быть неэффективным. Я думаю, что эта работа дает нам представление об альтернативных способах нарушить биопленку, учитывая ее грибковые и бактериальные компоненты".
В течение последних нескольких лет исследователи наблюдали, что зубной налет у детей с ранним кариесом часто содержал Candida albicans, разновидность грибка, который обычно колонизируется на слизистых поверхностях, а также Streptococcus mutans, бактерию, обычно отвечающую за кариес зубов. Работа в лаборатории Ку показала, что фермент, производимый бактериями, называемыми GtfB, может связываться с Candida, а при потреблении сахара на поверхности клетки образуется липкая полимерная матрица, связывающая грибок с зубами. Совмещаясь, эти организмы работают слажено и разрушают зубы.
"Первоначально мы решили изучить методы лечения, которые клинически используются в стоматологии для атаки или предотвращения грибковых или бактериальных инфекций", - говорит Ку.
Ученые применили флуконазол, который используется как противогрибковый, и повидон-йод, который является антисептическим средством с антибактериальными свойствами. При использовании этих препаратов отдельно для каждого микроорганизма при лечении биопленки, выращенной в лабораторных условиях на искусственных зубах, эффект оказался незначительным. Это подтвердило, что монотерапия не очень хорошо работает в отношении полимикробных биопленок. Но в совокупности результаты оказались куда более впечатляющими.
"Мы полностью ликвидировали грибковую инфекцию, как в выращенных в лаборатории биопленках, так и в естественных условиях, применив метод на мышах", - отмечает Ку, но это достижение не повысило антибактериальную активность.
Чтобы понять, почему комбинированный подход был настолько эффективен против C. albicans, исследователи внимательно изучили микроскопические изображения биопленок в высоком разрешении с различными комбинациями лечения. Они заметили, что в биопленках, обработанных только флуконазолом грибок покрылся обильной липкой матрицей, которая служила ему щитом от противогрибкового препарата. Но в биопленках, обработанных повидон-йодом, матрица становилась значительно меньше, в результате чего флуконазол мог воздействовать на грибок.
Ученые также обнаружили, что йодо-содержащие препараты могут подавлять активность GtfB. В серии экспериментов, они обнаружили, что повидон-йод действовал как мощный ингибитор производства липкой матрицы. Средство было почти в 100 раз более мощным в качестве ингибитора матрицы, чем в качестве антибактериального средства.
Это привело к гипотезе, что матрица служила "лекарственным щитом", предотвращая доступ флуконазола и уничтожение грибковых клеток. Чтобы увидеть, может ли разрушение матрицы позволить флуконазолу проникать в грибок, ученые вместе с учеными Тель-Авивского Университета отслеживали в режиме реального времени перемещение через биопленку флуоресцентно маркированного флуконазола.
Ученые заметили, что флуконазол был захвачен матрицей, и потому в значительной степени не достиг грибковых клеток. В отличие от этого, флуконазол легко проник в грибковые клетки биопленки, когда матрица была разрушена повидон-йодом. Используя три различных анализа для разрушения матрицы, исследователи обнаружили, что противогрибковая способность флуконазола может быть полностью восстановлена. А грибок имеет свои собственные механизмы защиты от противогрибковых препаратов.