El efecto de los azúcares amino en la composición y el metabolismo de un biofilm de microcosmos y el potencial cariogénico contra los dientes y materiales dentales
Autores: Zeng, Lin; Walker, Alejandro Riveros; Calderon, Patricia dos Santos; Xia, Xinyi; Ren, Fan; Esquivel-Upshaw, Josephine F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
El efecto de los azúcares amino en la composición y el metabolismo de un biofilm de microcosmos y el potencial cariogénico contra los dientes y materiales dentales
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Azúcares amino
GlcNAc
GlcN
Biopelícula
Dientes
Composición microbiana
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Los azúcares amino N-acetilglucosamina (GlcNAc) y glucosamina (GlcN) son fuentes abundantes de carbono y nitrógeno en la cavidad oral. El objetivo de este estudio fue investigar los efectos del metabolismo de GlcNAc en la genómica y bioquímica de una comunidad microbiana derivada de la saliva, y sobre la integridad superficial de los dientes humanos y las superficies restaurativas. Se utilizó saliva que contiene células (CCS) para establecer un biofilm de microcosmos in vitro en un medio de biofilm (BM) que contenía 5 carbohidratos diferentes. La composición microbiana de cada biofilm fue analizada mediante secuenciación de amplicones de 16S rRNA, y se determinaron las concentraciones de ocho ácidos orgánicos para azúcares seleccionados mediante metabolómica dirigida. Mientras tanto, los dientes humanos extraídos y discos de titanio y cerámica pulidos fueron sumergidos en BM suplementado con 1% de glucosa o GlcNAc, inoculados con CCS y UA159, e incubados durante 30 días. Para imitar los efectos de otros subproductos microbianos, las muestras fueron sumergidas en 10 mM de peróxido de hidrógeno y 10 mM de hidróxido de amonio durante 30 días. La superficie de cada muestra fue evaluada por perfilometría para rugosidad (Ra) y se obtuvo imágenes mediante microscopía electrónica de barrido. El pH del sobrenadante del biofilm fue significativamente más alto para el medio que contenía GlcNAc (< 0.0001), y fue más alto en muestras que contenían dientes que en los dos discos restaurativos para medios que contenían el mismo azúcar. Para tanto dientes como muestras de titanio, las muestras tratadas con biofilm de glucosa presentaron valores de rugosidad (Ra) más altos que las de biofilm de GlcNAc y de cada otro grupo. Las imágenes de SEM de los dientes y discos de titanio apoyaron en gran medida los resultados de la perfilometría, con muestras de biofilm de glucosa demostrando la mayor desviación de la referencia. Para los discos de cerámica, se obtuvieron valores de Ra ligeramente más altos para el grupo de amoníaco. Estos hallazgos proporcionan la primera evidencia directa que apoya la capacidad de los azúcares amino para reducir significativamente el potencial cariogénico de los biofilms orales al alterar su bioquímica y composición bacteriana. Además, el metabolismo de los azúcares amino parece ser menos perjudicial para los dientes y superficies restaurativas que el metabolismo de la glucosa.
Descripción
Los azúcares amino N-acetilglucosamina (GlcNAc) y glucosamina (GlcN) son fuentes abundantes de carbono y nitrógeno en la cavidad oral. El objetivo de este estudio fue investigar los efectos del metabolismo de GlcNAc en la genómica y bioquímica de una comunidad microbiana derivada de la saliva, y sobre la integridad superficial de los dientes humanos y las superficies restaurativas. Se utilizó saliva que contiene células (CCS) para establecer un biofilm de microcosmos in vitro en un medio de biofilm (BM) que contenía 5 carbohidratos diferentes. La composición microbiana de cada biofilm fue analizada mediante secuenciación de amplicones de 16S rRNA, y se determinaron las concentraciones de ocho ácidos orgánicos para azúcares seleccionados mediante metabolómica dirigida. Mientras tanto, los dientes humanos extraídos y discos de titanio y cerámica pulidos fueron sumergidos en BM suplementado con 1% de glucosa o GlcNAc, inoculados con CCS y UA159, e incubados durante 30 días. Para imitar los efectos de otros subproductos microbianos, las muestras fueron sumergidas en 10 mM de peróxido de hidrógeno y 10 mM de hidróxido de amonio durante 30 días. La superficie de cada muestra fue evaluada por perfilometría para rugosidad (Ra) y se obtuvo imágenes mediante microscopía electrónica de barrido. El pH del sobrenadante del biofilm fue significativamente más alto para el medio que contenía GlcNAc (< 0.0001), y fue más alto en muestras que contenían dientes que en los dos discos restaurativos para medios que contenían el mismo azúcar. Para tanto dientes como muestras de titanio, las muestras tratadas con biofilm de glucosa presentaron valores de rugosidad (Ra) más altos que las de biofilm de GlcNAc y de cada otro grupo. Las imágenes de SEM de los dientes y discos de titanio apoyaron en gran medida los resultados de la perfilometría, con muestras de biofilm de glucosa demostrando la mayor desviación de la referencia. Para los discos de cerámica, se obtuvieron valores de Ra ligeramente más altos para el grupo de amoníaco. Estos hallazgos proporcionan la primera evidencia directa que apoya la capacidad de los azúcares amino para reducir significativamente el potencial cariogénico de los biofilms orales al alterar su bioquímica y composición bacteriana. Además, el metabolismo de los azúcares amino parece ser menos perjudicial para los dientes y superficies restaurativas que el metabolismo de la glucosa.