Desde la sensación borrosa en los dientes hasta la desafortunada condición de halitosis, las bacterias dan forma a la salud bucal. Cuando las enfermedades dentales se afianzan, el diagnóstico y el tratamiento son necesarios, pero identificar los microorganismos detrás de una infección puede ser un proceso largo y costoso.
Ahora, los investigadores informan en ACS Applied Materials &Interfaces han diseñado un conjunto de sensores químicos, o una lengua artificial, que distingue las bacterias dentales y puede inactivarlas.
El primer paso es identificar la fuente cuando se sospecha que las bacterias son el agente detrás de enfermedades dentales, como caries o periodontitis. Los métodos tradicionales de detección e identificación pueden implicar el cultivo o la búsqueda de marcadores de ADN específicos pertenecientes a diferentes especies utilizando equipos sofisticados. Entonces, Na Lu, Zisheng Tang y sus compañeros querían investigar una alternativa simple y menos costosa:conjuntos de sensores conocidos como lenguas electrónicas o artificiales.
Las lenguas artificiales desarrolladas anteriormente han detectado y medido varios tipos de bacterias, de forma similar a cómo una lengua real puede saborear múltiples sabores a la vez. Y los investigadores querían añadir la capacidad de reducir los efectos o inactivar las bacterias dentales identificadas.
Los investigadores recurrieron a una partícula nanoscópica que imita las enzimas naturales, llamada nanozima, y las fabricaron a partir de partículas de óxido de hierro recubiertas de hebras de ADN. Cuando se agregaron peróxido de hidrógeno y un indicador incoloro a la solución, la presencia de nanozimas hizo que el indicador se volviera azul brillante.
Sin embargo, las bacterias que se adhirieron al ADN disminuyeron la reactividad de la nanozima, reduciendo la cantidad de color azul producido. Los investigadores cubrieron nanozimas con diferentes cadenas de ADN para que cada tipo de bacteria pudiera vincularse a un cambio único en las señales de color. Para probar el sistema ADN-nanozimas, como lengua artificial, los investigadores crearon muestras de 11 especies diferentes de bacterias dentales. El conjunto de sensores pudo identificar todas las bacterias en muestras de saliva artificial.
Luego, utilizando el conjunto de sensores de nanozimas codificadas por ADN, los investigadores pudieron distinguir si una muestra de placa dental provenía de un voluntario sano o de una persona con caries.
Además, la matriz de sensores de nanozimas codificadas por ADN tuvo efectos antibacterianos en las especies de bacterias dentales analizadas. En comparación con los controles sin nanozimas, tres especies bacterianas típicas fueron inactivadas en soluciones que contenían el sistema de nanozimas.
Las imágenes de microscopio electrónico de barrido sugieren a los investigadores que el sistema de nanozimas destruyó las membranas de las bacterias. Sugieren que este sistema de sensores también podría usarse en el futuro para diagnosticar y tratar enfermedades dentales bacterianas.
Más información: Ling Zhang et al, "Lengua electrónica" mejorada para la discriminación y eliminación de bacterias dentales basada en una matriz de sensores de nanozimas codificadas por ADN, Interfaces y materiales aplicados ACS (2024). DOI:10.1021/acsami.3c17134
Información de la revista: Interfaces y materiales aplicados de ACS
Proporcionado por la Sociedad Química Estadounidense
