O emparelhamento de nanopartículas de óxido de ferro com peróxido de hidrogênio resulta em um tratamento precisamente direcionado para matar bactérias orais nocivas, quebrar a placa dentária e até diagnosticar biofilmes orais nocivos, de acordo com um novo estudo. Crédito:Cortesia dos autores do estudo
Um crescente corpo de evidências aponta para uma ligação entre anemia por deficiência de ferro e cárie dentária grave. Não se sabe se a conexão é correlativa ou causal, embora ambas as condições estejam associadas a dietas ruins e sejam mais comuns em pessoas que vivem em ambientes pobres e com condições médicas subjacentes.
Agora, uma pesquisa da Universidade da Pensilvânia, em colaboração com a Universidade de Indiana, sugere que uma terapia aprovada pela FDA para anemia por deficiência de ferro também é promissora para tratar, prevenir e até diagnosticar cáries dentárias. A terapêutica, uma combinação de uma solução contendo nanopartículas de óxido de ferro chamada ferumoxitol e peróxido de hidrogênio, foi aplicada ao esmalte do dente real colocado em um aparelho semelhante a uma dentadura e usado pelos sujeitos do estudo.
O estudo, publicado na revista
Nano Letters , descobriram que uma aplicação duas vezes ao dia de ferumoxitol, que ativou o peróxido de hidrogênio contido em um enxágue de acompanhamento, reduziu significativamente o acúmulo de placa dentária prejudicial e teve um efeito direcionado sobre as bactérias amplamente responsáveis pela cárie dentária. Esses tipos de nanopartículas com propriedades semelhantes a enzimas são às vezes conhecidas como "nanoenzimas" e estão sendo cada vez mais exploradas por seu potencial em aplicações biomédicas e ambientais.
"Descobrimos que essa abordagem é precisa e eficaz", diz Hyun (Michel) Koo, professor da Faculdade de Medicina Dentária da Universidade da Pensilvânia. "Ele interrompe biofilmes, particularmente aqueles formados por
Streptococcus mutans , que causam cárie, e também reduziu a extensão da cárie do esmalte. Este é o primeiro estudo que conhecemos feito em um ambiente clínico que demonstra o valor terapêutico das nanoenzimas contra uma doença infecciosa."
O trabalho é uma extensão de um artigo de 2018 publicado em
Nature Communications , no qual Koo e colegas, incluindo David Cormode, da Penn's Perelman School of Medicine, mostraram que o tratamento com nanopartículas de óxido de ferro e peróxido de hidrogênio poderia prevenir o acúmulo de biofilme e a cárie dentária em um modelo experimental e em um modelo animal.
No trabalho atual, os cientistas queriam dar o próximo passo lógico, trabalhando em humanos. Em um estudo randomizado, 15 participantes usaram um dispositivo removível, semelhante a uma dentadura, com esmalte dentário real, um método desenvolvido e amplamente testado por Domenick T. Zero, da Universidade de Indiana, um autor co-correspondente no artigo atual.
Os participantes do estudo aplicaram uma solução contendo açúcar no aparelho quatro vezes ao dia, imitando refeições e lanches com alto teor de açúcar consumidos no decorrer da vida diária. Os participantes foram orientados a não escovar os espécimes de esmalte, mas sim a enxaguar o aparelho duas vezes ao dia. Os participantes foram divididos em três grupos, um usando o ferumoxitol e depois o enxágue com peróxido de hidrogênio, um com uma solução que fornece os ingredientes inativos do ferumoxitol e um terceiro apenas com água.
Após 14 dias, os pesquisadores analisaram os biofilmes que se acumularam nas amostras de esmalte. Eles descobriram que o tratamento experimental reduziu potencialmente o crescimento de biofilmes contendo
S. mutantes e poderia matar esta bactéria com alta especificidade. Outras bactérias comensais normalmente encontradas na boca não foram afetadas pela terapia com peróxido de hidrogênio-ferumoxitol.
Os resultados e a segurança da abordagem foram apoiados por trabalhos anteriores, que mostraram que as nanopartículas de óxido de ferro não se ligam ao tecido da mucosa da boca e não causam citotoxicidade ou alterações no microbioma oral em modelo animal.
"Este tratamento não parece ter efeitos nocivos e fora do alvo", diz Koo.
A razão para esta precisão é tripla. A reação para catalisar o peróxido de hidrogênio só acontece em um ambiente altamente ácido, como o que ocorre quando bactérias causadoras de cárie estão presentes e ativas. O tratamento também faz com que a matriz pegajosa de carboidratos se desfaça, degradando o biofilme e expondo os micróbios. E o ferrumoxitol pode se ligar especificamente a receptores no
S. mutantes membrana celular, facilitando sua morte
. Em uma etapa final do estudo, os pesquisadores adicionaram um marcador que fica azul quando exposto a espécies reativas de oxigênio, como as geradas pela catálise do peróxido de hidrogênio por nanopartículas de ferrumoxitol. E, de fato, a equipe descobriu que a intensidade da marcação azul correspondia a biofilmes ácidos contendo
S. mutantes .
Por causa dessa capacidade de "detecção", Koo observa que o tratamento experimental tem o potencial de se tornar o que é conhecido como "teranóstico", ou seja, uma droga que pode ser usada tanto para diagnosticar uma doença quanto para tratá-la. "Também pode ser usado em casa", diz Koo. “Você pode enxaguar com ele, ver quanta placa causadora de cáries existe e depois tratar com a solução ou consultar um dentista para tratamento de acompanhamento”.
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