עששת בכוונת: פוליפנולים טבעיים משבשים את מנגנון ההיצמדות של חיידקים

עששת מתחילה בדרך כלל כאשר חיידק סטרפטוקוקוס מוטנס נצמד היטב לאמייל ובונה ביופילם (פלאק דנטלי), ומפריש חומצות שאוכלות את השן. המפתח להיצמדות בחיידקים גראם-חיוביים רבים הוא האנזים סורטאז A (SrtA): הוא "תופר" חלבוני דֶהֶסִין לדופן התא (מוטיב LPXTG), והופך אותם לעוגנים של ממש. צוות מאוניברסיטת ויומינג דיווח כי פוליפנולים טבעיים מעץ מייפל מעכבים את S. mutans SrtA ומפחיתים משמעותית את היווצרות הפלאק, כאשר (-)-אפיקאטכין גאלאט (ECG), הידוע גם מתה ירוק/שחור, הוא המעכב החזק ביותר. זה פותח את הדרך למי פה בטוחים יותר ולמוצרי היגיינה אחרים, במיוחד עבור ילדים, שבהם אלכוהול וחומרי חיטוי קשים אינם רצויים. המחקר פורסם בכתב העת Microbiology Spectrum.

שיטות מחקר

המחברים עברו "מחישובים למודל יישומי של שן":

1. מודל מולקולרי in silico הראה שפוליפנולים של מייפל נקשרים לאתר הפעיל של SrtA של S. mutans.
2. במבחנה (אנזים) - SrtA מטוהר נבדק במבחנה ואושר כמעוכב על ידי מספר תרכובות מייפל.
3. במבחנה (ביופילם) - נבדק האם תרכובות אלו מעכבות את ההיצמדות והצמיחה של ביופילמים של S. mutans על "שיניים מפלסטיק" ועל דיסקיות הידרוקסיאפטיט (מודל אמייל). הושווה את יעילותם של פוליפנולים בודדים, כולל ECG ו-EGCG הפופולרי. מסלול זה (עגינה → אנזים → משטח "אמייל") מאפשר לנו לקשר מטרה מולקולרית עם אפקט אנטי-ביופילם אמיתי.

תוצאות מפתח

• מנגנון: פוליפנולים של מייפל מעכבים את SrtA, מה שמקשה על האדהזינים "לתפור" לדופן התא - חיידקים נצמדים פחות טוב לפני השטח של השן ובונים ביופילם חלש יותר.
• השפעה על מודלים של אמייל: על דיסקיות הידרוקסיאפטיט ו"שיניים פלסטיק", תרכובות כאלה הפחיתו משמעותית את הביופילם של S. mutans בהשוואה לקבוצת הביקורת.
• הרכב והשוואה: ECG היה המעכב החזק ביותר; EGCG (המשמש לעתים קרובות במוצרים דנטליים) גם עבד, אך פחות משמעותית - דבר המצביע על כך שההשפעות ה"צנועות" הקודמות של EGCG עשויות היו נובעות מבחירה תת-אופטימלית של מולקולה.
• בטיחות וזמינות: ECG הוא פוליפנול למזון הזמין יחסית וזול, מה שהופך אותו למועמד להכללה במי פה ומשחות שיניים כתוסף אנטי-ביופילם ולא כ"קוטל חיידקים".

פרשנות ומסקנות קליניות

העבודה מחזקת את המעבר מאסטרטגיה של "להרוג הכל" לאסטרטגיה של "הסרת עוגני החיידקים". בפועל, משמעות הדבר היא:

• במניעת עששת, ניתן לבדוק פוליפנולים אכילים כתוספי עזר לפלואוריד ולניקוי מכני, בדגש על הפחתת הידבקות/פלאק;
• לילדים ולקבוצות רגישות יהיה חלון זמן למי פה שאינם רעילים (חשוב משום שילדים לעיתים קרובות בולעים מי פה);
• מפתחי טיפוח עור צריכים לשקול ECG כחלופה חזקה יותר ל-EGCG.

מגבלות: הוכח in silico/in vitro; אין נתונים על יעילות קלינית, יציבות הפורמולה והשפעה על המיקרוביוטה התקינה של הפה - כל זה ידרוש ניסויים פרה-קליניים ואקראיים. עם זאת, העקביות של "מטרה → אנזים → ביופילם על האמייל" הופכת את הטיעון למשכנע לפיתוח נוסף.

הערות המחברים

• מדוע מייפל ומה עורר את הפרויקט? הצוות שם לב כי ליסטריה כמעט ולא יצרה ביופילם על מיני עץ מסוימים, במיוחד מייפל, מה שהוביל לרעיון של פוליפנולים של מייפל והמטרה שלהם, האנזים סורטאז A. לאחר מכן הם העבירו רעיון זה ל-S. mutans הקשור למנגנון.
• תובנות מרכזיות לגבי מנגנון וחידוש: לדברי מארק גומלסקי, PhD (אוניברסיטת ויומינג), פוליפנולים של מייפל "מעכבים את סורטאז ב-S. mutans, מה שהופך את החיידקים לפחות נוטים להידבק לפני השטח של השן", דבר שיש לו אפקט אנטי-ביופילם ולא אפקט "הורג".
• על ההתאמה ה"חלקה מדי": " במובנים מסוימים, המחקר הזה היה כמעט קל מדי... הכל הסתדר כפי שחזינו ", אומר גומלסקי, ומכנה זאת חוויה נדירה בקריירה של 35 שנה.
• א.ק.ג. לעומת EGCG. המעכב החזק ביותר היה (-)-אפיקאטכין גאלט (א.ק.ג.); EGCG גם עובד, אך חלש בהרבה. מכאן מסקנת המחברים: ההשפעות ה"מתונות" של חומרי EGCG יכולות להיות תוצאה של בחירה בתרכובת פחות אופטימלית.
• פרספקטיבה מעשית ובטיחות. המחברים רואים בפוליפנולים אכילים אחרים כתוספים למוצרי טיפוח אוראליים (שטיפות, משחות): טבעיים, במחירים נוחים, לא רעילים - רלוונטיים במיוחד לילדים שעשויים לבלוע את השטיפה.
• מה הלאה: הצוות כבר מפתח מוצרים מבוססי פוליפנולים צמחיים באמצעות סטארט-אפ אוניברסיטאי; המחבר הראשון של המאמר הוא אחמד אלבקוש, PhD.

לדברי מוביל המחקר, מארק גומלסקי (אוניברסיטת ויומינג), "זה היה כמעט מסודר מדי: התחזיות אושרו באנזים ובמודל השן". הוא מדגיש כי ניתן להוסיף פוליפנולים אכילים אחרים של א.ק.ג. ופוליפנולים אנטי-SrtA אחרים למוצרי היגיינה כדי למנוע עששת, במיוחד בקווי טיפול בילדים. הצוות כבר מפתח מוצרים כאלה באמצעות סטארט-אפ הקשור לאוניברסיטה; המחבר הראשון של המאמר הוא אחמד אלבקוש, PhD.