Ερευνητές στην Ιαπωνία ανέπτυξαν μια καινοτόμο θεραπεία για την περιοδοντίτιδα που εξουδετερώνει επιλεκτικά το βακτήριο που ευθύνεται για τη νόσο, διατηρώντας παράλληλα ανέπαφα τα ωφέλιμα μικρόβια του στόματος.
Η θεραπεία NIR-PAT² (Near-Infrared Photo-Antibacterial Targeting Therapy) που ανέπτυξαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ναγκόγια, χρησιμοποιεί ένα αντίσωμα με μια φωτοευαίσθητη χρωστική ουσία, η οποία εντοπίζει και προσκολλάται αποκλειστικά στο Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), το βασικό βακτήριο που πυροδοτεί την περιοδοντίτιδα. Όταν εκτεθεί σε υπέρυθρο φως εγγύς φάσματος (near-infrared), η χρωστική ενεργοποιείται και καταστρέφει επιλεκτικά το παθογόνο, χωρίς να επηρεάζει τα υπόλοιπα βακτήρια της στοματικής κοιλότητας. Με αυτόν τον τρόπο αποκαθίσταται η φυσιολογική ισορροπία του στοματικού μικροβιώματος, η οποία είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της στοματικής υγείας.
Το πρόβλημα με τις σημερινές θεραπείες
Η στοματική υγεία εξαρτάται από την ισορροπημένη συνύπαρξη εκατοντάδων διαφορετικών μικροοργανισμών. Το P. gingivalis θεωρείται «βακτήριο-κλειδί», καθώς προκαλεί φλεγμονή και διαταράσσει αυτή την ισορροπία, οδηγώντας σε καταστροφή του οστού που στηρίζει τα δόντια και, τελικά, ακόμη και σε απώλεια δοντιών.
«Οι σημερινές θεραπείες για την περιοδοντίτιδα, όπως τα αντιβιοτικά και η αντιμικροβιακή φωτοδυναμική θεραπεία (aPDT), εξαλείφουν τόσο τα παθογόνα όσο και τα ωφέλιμα βακτήρια του στόματος», εξηγεί ο Καζουχίντε Σάτο, λέκτορας στο Πανεπιστήμιο της Ναγκόγια και ένας από τους επικεφαλής της μελέτης.
«Αυτό διαταράσσει ολόκληρο το μικροβιακό οικοσύστημα της στοματικής κοιλότητας, ενώ μπορεί να οδηγήσει και στην απελευθέρωση λιποπολυσακχαριτών (LPS)- ενδοτοξινών που ενδέχεται να επιδεινώσουν τη φλεγμονή», προσθέτει.
Πώς λειτουργεί η νέα θεραπεία
Για να ξεπεράσουν αυτά τα προβλήματα, οι ερευνητές προσάρμοσαν μια μέθοδο που είχε αρχικά αναπτυχθεί για τη θεραπεία του καρκίνου: τη φωτοανοσοθεραπεία στο εγγύς υπέρυθρο (near-infrared photoimmunotherapy). Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιεί ένα σύνθετο μόριο αντισώματος-χρωστικής που προσκολλάται στα κύτταρα-στόχους και ενεργοποιείται από το εγγύς υπέρυθρο φως.
Στη νέα εκδοχή της μεθόδου, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν αντισώματα IgY, τα οποία προέρχονταν από τον κρόκο αυγών ορνίθων που είχαν ανοσοποιηθεί έναντι του P. gingivalis. Επειδή τα αντισώματα IgY μπορούν να παραχθούν σε μεγάλες ποσότητες και με χαμηλό κόστος, οι ερευνητές θεωρούν ότι η τεχνική έχει σημαντικές προοπτικές κλινικής εφαρμογής.
Οι ερευνητές αξιολόγησαν αυτή τη νέα προσέγγιση, που ονομάζεται θεραπεία στοχευμένης φωτοαντιβακτηριακής δράσης στο εγγύς υπέρυθρο (NIR-PAT²), σε καλλιέργειες ανθρώπινων κυττάρων και σε ποντίκια, με σκοπό την εξάλειψη του P. gingivalis και συνέκριναν την αποτελεσματικότητά της με εκείνη των συμβατικών θεραπειών.
Στοχευμένη εξόντωση του παθογόνου
Τα πειράματα έδειξαν ότι το σύμπλοκο αντισώματος-χρωστικής προσκολλάται αποκλειστικά στο P. gingivalis, χωρίς να επηρεάζει άλλα βακτήρια ή τα υγιή κύτταρα των ούλων. Μετά την έκθεση στο υπέρυθρο φως, η χρωστική προκάλεσε μικροσκοπικές οπές στην εξωτερική μεμβράνη του βακτηρίου, οδηγώντας στην εξόντωσή του. Οι δοκιμές επιβεβαίωσαν ότι η νέα θεραπεία δεν προκάλεσε βλάβη στα ανθρώπινα κύτταρα των ούλων, ενώ η aPDT προκάλεσε κυτταρική βλάβη και καθυστέρηση στην επούλωση.
Μειωμένη απώλεια οστού και υγιέστερο μικροβίωμα
Σε πειραματικά μοντέλα ποντικών με περιοδοντίτιδα, η θεραπεία μείωσε σημαντικά την απώλεια του φατνιακού οστού, δηλαδή του οστού που στηρίζει τα δόντια. Η ανάλυση του σάλιου έδειξε επίσης ότι η θεραπεία εξάλειψε το P. gingivalis, διατηρώντας παράλληλα τους ωφέλιμους πληθυσμούς βακτηρίων του γένους Streptococcus.
Αντίθετα, τα αντιβιοτικά και η συμβατική φωτοδυναμική θεραπεία κατέστρεψαν τόσο τα παθογόνα όσο και τα ωφέλιμα βακτήρια, διαταράσσοντας περαιτέρω το στοματικό μικροβίωμα.
Ο ρόλος της τεχνητής νοημοσύνης
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η περιοδοντίτιδα δεν προκαλείται από ένα μόνο βακτήριο αλλά από τη συνεργασία πολλών διαφορετικών μικροοργανισμών. Για τον λόγο αυτό σκοπεύουν να αξιοποιήσουν την τεχνητή νοημοσύνη (AI), αναλύοντας δημόσια διαθέσιμα δεδομένα για το στοματικό μικροβίωμα, ώστε να εντοπίσουν και άλλα κρίσιμα βακτήρια και να κατανοήσουν καλύτερα τις αλληλεπιδράσεις τους.
Εκτιμούν ακόμη ότι, επειδή η περιοδοντίτιδα έχει συνδεθεί με παθήσεις όπως η ρευματοειδής αρθρίτιδα και ο διαβήτης, η ανάλυση με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε να συμβάλει στον εντοπισμό των ασθενών που είναι πιθανότερο να ωφεληθούν από στοχευμένες θεραπείες.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό «Journal of Translational Medicine».
