Combine uma dieta rica em açúcar com maus hábitos de higiene oral e cáries dentárias, ou cárie, provavelmente resultará. O açúcar desencadeia a formação de um biofilme ácido, conhecido como placa, nos dentes, erodindo a superfície. A cárie na primeira infância é uma forma grave de cárie dentária que afeta uma em cada quatro crianças nos Estados Unidos e centenas de milhões em todo o mundo. É um problema particularmente grave em populações desfavorecidas.

Em um estudo publicado em Nature Communications esta semana, pesquisadores liderados por Hyun (Michel) Koo da Escola de Medicina Dentária da Universidade da Pensilvânia em colaboração com David Cormode da Escola de Medicina Perelman e Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Penn usaram nanopartículas aprovadas pelo FDA para romper biofilmes e prevenir a cárie dentária em ambos um biofilme experimental semelhante a uma placa humana e em um modelo animal que imita a cárie na primeira infância.

As nanopartículas quebram a placa dentária por meio de um mecanismo antibiofilme ativado por pH exclusivo.

"Ele exibe uma propriedade semelhante a uma enzima intrigante, em que a atividade catalítica é dramaticamente aumentada em pH ácido, mas é 'desligada' em condições de pH neutro, "diz Koo, professor do Departamento de Ortodontia da Penn Dental Medicine e das divisões de Odontopediatria e Saúde Bucal Comunitária. "As nanopartículas agem como uma peroxidase, ativando o peróxido de hidrogênio, um anti-séptico comumente usado, para gerar radicais livres que potentemente desmontam e matam biofilmes em condições patológicas ácidas, mas não em pH fisiológico, proporcionando assim um efeito direcionado. "

Como a placa causadora de cárie é altamente ácida, a nova terapia é capaz de atingir com precisão áreas dos dentes que abrigam biofilmes patogênicos, sem prejudicar os tecidos orais circundantes ou a microbiota.

A nanopartícula contendo ferro particular usada nos experimentos, ferumoxitol, já foi aprovado pela FDA para tratar a deficiência de ferro, uma indicação promissora de que uma aplicação tópica da mesma nanopartícula, usado em concentração várias centenas de vezes menor, também seria seguro para uso humano.

Embora alguns cientistas tenham questionado se os revestimentos usados ​​em ferumoxitol e outras nanopartículas usadas para aplicações médicas os tornariam cataliticamente inertes, Koo, Liu, e Cormode demonstraram que mantiveram atividade semelhante à peroxidase, ativando o peróxido de hidrogênio.

Depois de testar a combinação de peróxido de hidrogênio-ferumoxitol em um material semelhante ao esmalte do dente, a equipe passou para uma configuração experimental que reproduzia mais de perto as condições da boca humana.

"Usamos amostras de placa de indivíduos com cárie ativa para reconstruir esses biofilmes altamente patogênicos no esmalte de dente humano real, "diz Koo." Esta simulação mostrou que nosso tratamento não apenas interrompe o biofilme, mas também evita a destruição de minerais da superfície do dente. Isso ofereceu evidências muito fortes de que isso poderia funcionar in vivo. "

Outros estudos em um modelo de roedor que espelha de perto os estágios de desenvolvimento de cárie em humanos mostraram que lavagens duas vezes ao dia de ferumoxitol e peróxido de hidrogênio reduziram muito a gravidade da cárie em todas as superfícies dos dentes e também bloquearam completamente a formação de cavidades no esmalte.

Como evidência adicional do efeito direcionado do tratamento, os pesquisadores não encontraram nenhuma mudança significativa na diversidade de micróbios na boca após a terapia e não encontraram sinais de danos aos tecidos.

"Esta terapia não mata microrganismos indiscriminadamente, "Koo diz, "mas, ao contrário, atua apenas onde o biofilme patológico se desenvolve. Essa abordagem terapêutica precisa pode ter como alvo os locais doentes sem perturbar o equilíbrio ecológico da microbiota oral, o que é fundamental para uma boca saudável, ao mesmo tempo que evita a infecção por patógenos oportunistas. "

Incorporar nanopartículas em um enxaguatório bucal ou pasta de dente pode ser uma maneira econômica de melhorar significativamente sua eficácia, diz Koo. Muitos desses produtos já contêm peróxido de hidrogênio e exigiriam apenas a adição de uma pequena quantidade de nanopartículas relativamente baratas. Com evidências apoiando esta abordagem em um modelo animal e um modelo de cárie dentária semelhante ao humano, a equipe de pesquisa está trabalhando ativamente para testar sua eficácia clínica.