Inhibidor de moléculas pequeñas previene las cavidades dentarias.

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El inhibidor de moléculas pequeñas previene o impide las cavidades dentarias en un modelo preclínico.

Investigadores de la universidad Universidad de  Alabama en Birmingham de  han creado una pequeña molécula que impide o impide las cavidades de los dientes en un modelo preclínico.

El inhibidor bloquea la función de una enzima clave de virulencia en una bacteria oral, un sabotaje molecular que es similar a lanzar una llave de mono en la maquinaria para atascar los engranajes.

En presencia de la molécula, Streptococcus mutans – la principal causa bacteriana de la caries dental llamada caries dental – es incapaz de hacer el biofilm protector y pegajoso que le permite pegar a la superficie del diente, donde se consume el esmalte dental produciendo láctico ácido.

Esta inhibición selectiva del biofilm pegajoso parece actuar específicamente contra S. mutans, y el inhibidor redujo drásticamente la caries dental en ratas alimentadas con una dieta que promueve caries.

«Nuestro compuesto es fármaco, no bactericida y fácil de sintetizar, y exhibe una eficacia muy potente in vivo», explicaron los investigadores en un artículo de Scientific Reports. Es «un candidato excelente que se puede desarrollar en medicamentos terapéuticos que previenen y tratan la caries dental.»

Cerca de 2.300 millones de personas en todo el mundo tienen caries dentales en sus dientes permanentes, según un estudio de 2015 sobre la carga global de la enfermedad. Las prácticas actuales para prevenir las caries, tales como enjuague bucal y cepillado de dientes, indistintamente eliminar las bacterias orales a través de medios químicos y físicos, y tienen un éxito limitado. La caries es la palabra latina para la podredumbre.

«Si tenemos algo que puede eliminar selectivamente la capacidad de las bacterias para formar biofilms, eso sería un gran avance», dijo Sadanandan Velu, Ph.D., profesor asociado de química en la Universidad de UAB de Artes y Ciencias , y un plomo investigador en el estudio.

«Esto es particularmente emocionante en el sentido amplio de dirigir la microbiota usando sondas químicas adaptadas al patógeno específico dentro de una comunidad microbiana compleja», dijo Hui Wu, Ph.D., profesor de odontología pediátrica, Facultad de Odontología de la UAB, director de UAB Microbiome Y un investigador principal en el estudio.

«El desarrollo exitoso de este inhibidor selectivo de plomo en el entorno dental ofrece una prueba de concepto de que la selección selectiva de bacterias trapezoidales es prometedora para el diseño de nuevos tratamientos. Esto es relevante para muchas enfermedades humanas elusivas, ya que el microbioma está siendo vinculado a la salud en general y la enfermedad «.

«El desarrollo exitoso de este inhibidor selectivo de plomo en el entorno dental ofrece una prueba de concepto de que la selección selectiva de bacterias trapezoidales es prometedora para el diseño de nuevos tratamientos», dijo Wu. «Esto es relevante para muchas enfermedades humanas elusivas, ya que el microbioma está siendo vinculado a la salud en general y la enfermedad».

La especialidad de Wu es la bacteriología y la bioquímica, y Velu es un diseño de fármacos basado en la estructura. Su estudio interdisciplinario incluyó también investigadores del Departamento de Microbiología de la Facultad de Medicina de la UAB .

Detalles de la investigación

El biofilm de glucano es fabricado por tres enzimas de S. mutans glucosiltransferasa o Gtf. La estructura cristalina de la glucosiltransferasa GtfC es conocida, y los investigadores de la UAB utilizaron esa estructura para filtrar – a través de simulaciones por computadora – 500.000 compuestos similares a fármacos para la unión en el sitio activo de la enzima.

Se compraron noventa compuestos con diversos andamios que mostraron promesa en el cribado por ordenador y se probaron su capacidad para bloquear la formación de biofilm por S. mutans en cultivo. Siete mostraron potente, micromolar baja inhibición, y uno, # G43, se probó más ampliamente.

# G43 inhibió la actividad de las enzimas GtfB y GtfC, con afinidad micromolar para GtfB y afinidad nanomolar para GtfC. # G43 no inhibió la expresión del gen gtfC, y no afectó el crecimiento o viabilidad de S. mutans y varias otras bacterias orales probadas. Además, # G43 no inhibió la producción de biofilm por varias otras especies de estreptococos orales.

En el modelo de rata de la caries dental, los animales con una dieta baja en sacarosa fueron infectados con S. mutans y sus dientes fueron tratados tópicamente con # G43 dos veces al día durante cuatro semanas. El tratamiento # G43 causó reducciones muy significativas en el esmalte y la caries dentinaria.

«En conclusión», Wu y Velu escribieron en su artículo, «usando el diseño basado en la estructura, hemos desarrollado un único inhibidor de biofilm de bajo micromolar que se dirige a S. mutans Gtfs a través de la unión a factores clave de virulencia, Gtfs».

Co-autores con Wu y Velu en el documento, «Estructura basada en el descubrimiento de pequeñas moléculas inhibidoras de la virulencia cariogénica», son Qiong Zhang, Zhang Hua y Jing Zou, UAB Departamento de Odontología Pediátrica; Bhavitavya Nijampatnam y Thao Nguyen, Departamento de Química de la UAB; y Xia Cai y Suzanne M. Michalek, Departamento de Microbiología de la UAB.

Fuente : UAB. EE.UU.