Với chế độ ăn nhiều chất bột đường và vệ sinh răng miệng kém có thể khiến trẻ em dễ bị sâu răng sớm (early childhood caries viết tắt là ECC). Đây là một dạng sâu răng nặng có thể ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe răng miệng và sức khỏe tổng thể của trẻ nhỏ.

Một vài năm trước, các nhà khoa học từ Trường Nha khoa Pennsylvania đã phát hiện ra rằng mảng bám răng làm tăng nguy cơ sâu răng sớm ở trẻ nhỏ. Mảng bám răng hay còn gọi là màng sinh học (biofilm) được hình thành từ sự cộng sinh bám chặt vào nhau của cả vi khuẩn Streptococcus mutans và nấm Candida albicans, nó trở nên cực kỳ độc hại và khó loại bỏ khỏi bề mặt răng.

Giờ đây, một nghiên cứu mới đã đưa ra một chiến lược để phá vỡ màng sinh học bền vững này bằng cách nhắm mục tiêu vào các tương tác giữa nấm và vi khuẩn bằng một loại enzym đặc hiệu và vì vậy tránh được những tác dụng phụ mà các phương pháp điều trị ECC hiện tại gặp phải như tiêu diệt các vi khuẩn có lợi và làm hại các mô mềm khỏe mạnh.

Geelsu Hwang, giáo sư trợ lý tại Trường nha khoa Pennsylvania và là tác giả cao cấp của nghiên cứu này cho biết trên tạp chí mBio: “Chúng tôi nghĩ rằng đây có thể là một cách mới để tiếp cận vấn đề ECC sẽ can thiệp vào sự tương tác hiệp đồng giữa vi khuẩn và nấm men. "Điều này cung cấp cho chúng tôi một công cụ khác để phá vỡ màng sinh học độc hại này".

Công trình dựa trên những phát hiện từ một bài báo năm 2017 của Hwang và các đồng nghiệp, bao gồm Hyun (Michel) Koo của Trường Nha khoa Penn, phát hiện ra rằng các phân tử gọi mannans trên thành tế bào Candida liên kết chặt chẽ với một loại enzyme có tên là glycosyltransferase (Gftb ) do S. mutans tiết ra. Ngoài việc tạo điều kiện thuận lợi cho sự kết dính của các mảng bám, Gftb cũng góp phần vào sự bền vững của màng sinh học bằng cách sản xuất các polyme giống như keo gọi là glucans với sự hiện diện của chất đường.

Mặc dù một số trường hợp ECC được điều trị bằng thuốc diệt trực tiếp vi khuẩn, có thể làm giảm số lượng mầm bệnh trong miệng, nhưng điều này không phải lúc nào cũng phá vỡ màng sinh học một cách hiệu quả và có thể có tác dụng không mong muốn đối với vi khuẩn "tốt" cũng như các mô mềm trong khoang miệng.

Hwang và các đồng nghiệp muốn thử một cách tiếp cận khác nhắm mục tiêu trực tiếp vào sự tương tác giữa nấm men và vi khuẩn và chọn nhắm mục tiêu mannans trong bề mặt tế bào Candida làm điểm tiếp xúc.

Sử dụng ba loại enzyme phân hủy mannan khác nhau, họ áp dụng mỗi loại vào một màng sinh học phát triển trên bề mặt giống như răng trong môi trường nước bọt của con người và để nó trong năm phút. Sau khi xử lý, họ ghi nhận rằng khối lượng màng sinh học tổng thể đã giảm. Bằng cách sử dụng kính hiển vi có độ phóng đại lớn, họ cũng quan sát thấy sự giảm mạnh về độ dày của màng sinh học và sự tương tác giữa vi khuẩn và nấm men. Độ pH của môi trường xung quanh cao hơn khi tiếp xúc với các enzym, cho thấy một môi trường không có tính axit và do đó ít có lợi cho sâu răng.

Họ cũng đo lường mức độ dễ dàng để phá vỡ màng sinh học sau khi điều trị, bằng cách sử dụng một thiết bị tác động lên răng tương tự như đánh răng.

Hwang nói: “Cấu trúc màng sinh học mỏng manh hơn sau khi xử lý bằng enzyme. "Chúng tôi có thể thấy rằng các màng sinh học được loại bỏ dễ dàng hơn."

Để xác nhận cơ chế của phương pháp tiếp cận của họ - rằng các enzym phân giải mannan đang làm suy yếu liên kết giữa nấm men và vi khuẩn - nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử để đo các liên kết giữa Candida và Gftb. Họ phát hiện ra liệu pháp làm giảm lực liên kết này xuống 15 lần.

Cuối cùng, họ muốn biết các enzym này sẽ được dung nạp tốt như thế nào khi được sử dụng trong khoang miệng, đặc biệt vì trẻ em sẽ là nhóm bệnh nhân được nhắm mục tiêu.

Áp dụng các enzym vào tế bào nướu của người trong nuôi cấy, họ không tìm thấy tác động có hại nào, ngay cả khi họ sử dụng dạng cô đặc của enzym. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu quan sát thấy rằng phương pháp điều trị không tiêu diệt vi khuẩn hoặc nấm men, một dấu hiệu cho thấy nó có thể hoạt động ngay cả khi vi khuẩn phát triển các đột biến khiến chúng có khả năng chống lại các loại liệu pháp khác.

Các nhà nghiên cứu giữ thời gian ứng dụng tương đối ngắn, chỉ năm phút mặc dù họ hy vọng sẽ rút ngắn thời gian hơn, khoảng hai phút như thời giam đã được khuyến nghị để đánh răng. Hwang cho biết họ có thể xem xét một loại nước súc miệng không chứa cồn có bổ sung các enzym này có thể được trẻ em sử dụng như một biện pháp phòng ngừa chống lại ECC.

Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tiếp tục nghiên cứu sâu hơn như thử nghiệm các enzym này trên mô hình động vật, để sớm có giải pháp điều trị có hiệu quả sâu răng sớm ở trẻ em – một bệnh dược cho là mối đe dọa sức khỏe cộng đồng.