Искусственная слюна из сахарного тростника помогает защитить зубы от кариеса

Фото из открытых источников

Исследователи обнаружили, что искусственная слюна, изготовленная из белка сахарного тростника, может защитить поврежденные радиацией зубы от кислоты и замедлить развитие кариеса. Это открытие создает потенциальную новую защиту для людей, теряющих слюну после лечения рака и сталкивающихся с одним из самых быстрых и разрушительных видов кариеса в стоматологии. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Dentistry.

На облученной эмали экспериментальный раствор для полоскания образовал защитный слой, который препятствовал контакту поверхности зуба с повреждающими кислотами. На основе этих образцов эмали Натара Диас Гомес да Силва из Университета Сан-Паулу (USP) показала, что белок, полученный из сахарного тростника и называемый CaneCPI-5, связывается непосредственно с зубом.

Это придавало покрытию необычайную стойкость, позволяя ему защищать эмаль там, где обычная защита слюны была утрачена. Излучение вблизи полости рта часто повреждает слюнные железы, вызывая ксеростомию — постоянную сухость во рту, вызванную потерей слюны. Эта потеря важна, потому что слюна обычно разбавляет кислоты и возвращает кальций и фосфат в эмаль.

У людей, проходящих лечение от рака головы и шеи, это повреждение может превратить обычный кариес в радиационный кариес — полости, возникающие после лучевой терапии. Для предотвращения этого повреждения необходимо что-то, что изменит как поверхность зуба, так и бактерии на нем.

Естественная слюна оставляет на зубах приобретенную плёнку — тонкую белковую плёнку — в течение нескольких минут после чистки. Вместо того чтобы просто увлажнять зубы, новый ополаскиватель попытался восстановить эту пленку с помощью белка, разработанного таким образом, чтобы оставаться на зубах.

Ранее проведенные исследования CaneCPI-5 уже показали, что такой подход приводит к более слабому росту зубного налета и меньшей потере минеральных веществ. Эта цель сделала продукт необычным, поскольку большинство заменителей слюны созданы скорее для облегчения симптомов, чем просто для защиты зубов.

Чтобы имитировать сложный клинический случай, команда создала биопленку — многослойное бактериальное сообщество — из слюны, предоставленной пятью пациентами после лучевой терапии. Прежде чем микробы успели обосноваться, исследователи обработали небольшие участки эмали и повторяли полоскание один раз в день в течение пяти дней. В некоторые образцы добавляли только белок сахарного тростника, в то время как в другие также добавляли фторид и ксилитол в той же основе.

Такая экспериментальная установка представляла собой реалистичную задачу, хотя реальные зубы обеспечивают питание, боль и привычки чистки зубов, которые невозможно воспроизвести с помощью лабораторных испытаний. При сочетании CaneCPI-5 с фторидом и ксилитом бактериальная активность снизилась до 38,3 процента в формуле с наилучшими показателями.

Количество выживших бактерий также снизилось, и эмаль потеряла гораздо меньше минералов, чем необработанные образцы. При сравнении с коммерческим аналогом и стандартным антибактериальным ополаскивателем, комбинированная версия показала результаты, сопоставимые или превосходящие показатели обеих групп сравнения.

Сам по себе белок тоже помогал, но более выраженный эффект наблюдался при включении в формулу фторида и ксилита. В отличие от более агрессивных ополаскивателей, комбинированная формула не упростила жизнь людям с проблемами полости рта в целом.

Вместо этого, это позволило сохранить общее разнообразие, одновременно увеличив пользу от ранних колонизирующих бактерий полости рта. Это важно, потому что широкий антибактериальный подход может сделать поврежденную полость рта уязвимой для более стойких патогенов. Результаты исследования позволяют предположить, что ополаскивание может способствовать восстановлению баланса в экосистеме, а не полному уничтожению бактерий. 

Ген CaneCPI-5 изначально появился не в стоматологии, поскольку исследователи впервые выявили его в ходе генетических исследований сахарного тростника. Позже, в отчете 2017 года, было показано, что этот белок может прочно связываться с эмалью и уменьшать раннюю эрозию. Этот предыдущий результат помогает объяснить, почему новый раствор для полоскания оставался на поверхности зуба достаточно долго, чтобы это имело значение.

К моменту начала исследования искусственной слюны эта молекула уже больше походила на инструмент, чем на новинку. Пациентам требуется более одного способа доставки белка, поэтому команда не ограничилась использованием белка в одном формате.

«Мы протестировали разработанный с использованием CANECPI-5 ополаскиватель для полости рта, нанося этот раствор на небольшие кусочки зубов животных один раз в день в течение одной минуты», — говорят авторы.

Отдельные исследования также показали многообещающие результаты в отношении гелей и растворимых пленок — тонких полосок, которые растворяются на языке. Важно наличие нескольких эффективных форматов, поскольку некоторым пациентам требуется кратковременное облегчение, в то время как другие могут жить с сухостью во рту годами.

В следующих экспериментах белок CaneCPI-5 будет соединен с фрагментами статерина, еще одного белка слюны, связанного с минералами зубов. Исследователи из USP также хотят, чтобы витамин Е переносил белок по поверхности зубов и упрощал его использование в домашних условиях.

«На основе полученных результатов мы проведем дальнейшие исследования, чтобы рассмотреть возможности применения этого продукта», — говорит да Сильва.

Если эти добавки улучшат свойства пленки, лечение может приблизиться к продукту, который пациенты смогут использовать без посещения клиники. Заменяя одну из защитных функций слюны, ополаскиватель защищал зубы от кислот и бактерий, которые могли бы воспользоваться сухостью во рту. В ходе испытаний на людях по-прежнему необходимо обеспечить комфорт, безопасность и долговечность, но сейчас эта идея выглядит скорее практичной, чем теоретической.