Dalla sensazione di confusione sui denti alla sfortunata condizione di alitosi, i batteri influenzano la salute della bocca. Quando si manifestano malattie dentali, sono necessari diagnosi e cure, ma identificare i microrganismi dietro un'infezione può essere un processo lungo e costoso.
Ora, i ricercatori riferiscono in ACS Applied Materials &Interfaces hanno progettato una serie di sensori chimici, o una lingua artificiale, che distingue i batteri dentali e può inattivarli.
Il primo passo è identificare la fonte quando si sospetta che i batteri siano l’agente responsabile delle malattie dentali, come la carie o la parodontite. I metodi tradizionali di rilevamento e identificazione possono comportare la coltura o la ricerca di marcatori di DNA specifici appartenenti a specie diverse utilizzando apparecchiature sofisticate. Quindi, Na Lu, Zisheng Tang e colleghi hanno voluto studiare un'alternativa semplice e meno costosa:array di sensori noti come lingue elettroniche o artificiali.
Le lingue artificiali sviluppate in precedenza hanno rilevato e misurato diversi tipi di batteri, in modo simile a come una vera lingua può assaporare più sapori contemporaneamente. E i ricercatori volevano aggiungere la capacità di ridurre gli effetti o di inattivare i batteri dentali identificati.
I ricercatori si sono rivolti a una particella nanoscopica che imita gli enzimi naturali, chiamata nanoenzima, e l'hanno realizzata con particelle di ossido di ferro rivestite in filamenti di DNA. Quando nella soluzione venivano aggiunti perossido di idrogeno e un indicatore incolore, la presenza di nanozimi faceva sì che l'indicatore diventasse blu brillante.
Tuttavia, i batteri che aderivano al DNA diminuivano la reattività del nanozima, riducendo la quantità di colore blu prodotto. I ricercatori hanno rivestito i nanozimi con diversi filamenti di DNA in modo che ogni tipo di batterio potesse essere collegato a un cambiamento unico nei segnali di colore. Per testare il sistema DNA-nanozima, come una lingua artificiale, i ricercatori hanno creato campioni di 11 diverse specie di batteri dentali. La serie di sensori è stata in grado di identificare tutti i batteri nei campioni di saliva artificiale.
Quindi, utilizzando la matrice di sensori nanozimi codificati nel DNA, i ricercatori sono stati in grado di distinguere se un campione di placca dentale proveniva da un volontario sano o da una persona con carie.
Inoltre, la matrice di sensori nanozyme codificata dal DNA ha avuto effetti antibatterici sulle specie di batteri dentali testate. Rispetto ai controlli senza nanozimi, tre specie batteriche tipiche sono state inattivate in soluzioni contenenti il sistema nanozima.
La scansione di immagini al microscopio elettronico suggerisce ai ricercatori che il sistema nanozima ha distrutto le membrane dei batteri. Suggeriscono che questo sistema di sensori potrebbe essere utilizzato in futuro anche per diagnosticare e curare malattie dentali batteriche.
Ulteriori informazioni: Ling Zhang et al, "Lingua elettronica" migliorata per la discriminazione e l'eliminazione dei batteri dentali basata su una serie di sensori di nanozimi codificati nel DNA, Materiali e interfacce applicati ACS (2024). DOI:10.1021/acsami.3c17134
Informazioni sul giornale: Materiali e interfacce applicati a ACS
Fornito dall'American Chemical Society
