Une stratégie plus douce pour éviter les caries dentaires chez les enfants

Il y a quelques années, des scientifiques de l’école de médecine dentaire de Pennsylvanie ont découvert que la plaque dentaire à l’origine des caries de la petite enfance est composée d’une espèce bactérienne, Streptococcus mutans, et d’un champignon, Candida albicans. Les deux forment une symbiose collante, connue scientifiquement sous le nom de biofilm, qui devient extrêmement virulente et difficile à déloger de la surface de la dent.

Une nouvelle étude du groupe propose une stratégie pour perturber ce biofilm en ciblant les interactions levure-bactérie qui rendent les plaques de CEC si difficiles à traiter. Contrairement à certains traitements actuels de l’ECC, qui utilisent des agents antimicrobiens susceptibles d’avoir des effets hors cible et de nuire aux tissus sains, ce traitement fait appel à une enzyme spécifique aux liens qui existent entre les microbes.

“Nous avons pensé que cela pourrait être une nouvelle façon d’aborder le problème des ECC qui interviendrait dans l’interaction synergique entre les bactéries et les levures”, explique Geelsu Hwang, professeur adjoint à Penn Dental Medicine et auteur principal de l’étude, publiée dans la revue mBio. “Cela nous offre un autre outil pour perturber ce biofilm virulent”.

Les travaux s’appuient sur les conclusions d’un article publié en 2017 par Hwang et ses collègues, dont Hyun (Michel) Koo de Penn Dental Medicine, qui ont découvert que des molécules appelées mannanes sur la paroi cellulaire de Candida se liaient étroitement à une enzyme sécrétée par S. mutans, les glycosyltransférases (Gftb). En plus de faciliter la liaison inter-royaumes, la Gftb contribue également à l’opiniâtreté des biofilms dentaires en fabriquant des polymères semblables à des gluaux, appelés glucanes, en présence de sucres.

Si certains cas d’ECC sont traités avec des médicaments qui tuent directement les microbes, réduisant ainsi potentiellement le nombre d’agents pathogènes dans la bouche, cette méthode ne permet pas toujours de détruire efficacement le biofilm et peut avoir des effets hors cible sur les “bons” microbes ainsi que sur les tissus mous de la cavité buccale.

Hwang et ses collègues ont voulu essayer une approche différente qui ciblerait directement l’interaction insidieuse entre la levure et les bactéries et ont choisi de cibler les mannanes de la surface cellulaire de Candida comme point de contact.

À l’aide de trois enzymes dégradant les mannanes, ils ont appliqué chacune d’entre elles à un biofilm se développant sur une surface ressemblant à une dent dans un milieu de salive humaine et l’ont laissé pendant cinq minutes. Après le traitement, ils ont constaté que le volume global du biofilm était réduit. En utilisant un microscope puissant, ils ont également observé une réduction drastique de l’épaisseur du biofilm et des interactions entre les bactéries et les levures. Le pH du milieu environnant était plus élevé en présence des enzymes, ce qui indique un environnement moins acide et donc moins propice à la carie dentaire.

Ils ont également mesuré la facilité avec laquelle le biofilm a été brisé après le traitement, à l’aide d’un dispositif qui applique une contrainte, à la manière d’un brossage de dents.

“La structure du biofilm était plus fragile après le traitement enzymatique”, explique Hwang. “Nous avons pu constater que les biofilms étaient plus facilement éliminés”.

Pour confirmer le mécanisme de leur approche — à savoir que les enzymes dégradant les mannanes affaiblissaient la liaison entre la levure et les bactéries — l’équipe a utilisé la microscopie à force atomique pour mesurer les liaisons entre Candida et Gftb. Le traitement a permis de diviser par 15 cette force de liaison.

Enfin, ils voulaient avoir une idée du degré de tolérance de ces enzymes lorsqu’elles sont utilisées dans la cavité buccale, d’autant plus que les enfants sont le groupe de patients visé.

En appliquant les enzymes à des cellules gingivales humaines en culture, ils n’ont constaté aucun effet nocif, même en utilisant une forme concentrée des enzymes. En outre, ils ont observé que le traitement ne tuait pas les bactéries ou les levures, ce qui indique qu’il pourrait fonctionner même si les microbes développaient des mutations qui les rendraient résistants à d’autres types de thérapies.

Les chercheurs ont maintenu le temps d’application relativement court, soit cinq minutes, mais ils espèrent constater une activité dans un temps encore plus court, comme les deux minutes recommandées pour le brossage des dents. Hwang dit qu’ils pourraient envisager un bain de bouche sans alcool additionné de ces enzymes qui pourrait être utilisé par les enfants comme mesure préventive contre les CEC.

Les chercheurs espèrent poursuivre l’étude de cette possibilité par un suivi supplémentaire, notamment en testant ces enzymes sur un modèle animal. Avec plus de succès, ils visent à ajouter un autre outil pour lutter contre la menace de santé publique que représente l’ECC.