Proteinová ústní voda z cukrové třtiny pomáhá chránit zdraví ústní dutiny během léčby rakoviny hlavy a krku

Umělé sliny ve formě ústní vody, vyrobené z proteinu CANECPI-5 extrahovaného z cukrové třtiny a upraveného v laboratoři, mohou pomoci při léčbě zubů u pacientů s rakovinou hlavy a krku. V těchto případech může radioterapie velmi blízko úst zničit slinné žlázy a ohrozit produkci slin, která je nezbytná pro kontrolu bakterií a nemocí.

Podle výzkumu provedeného na Bauru School of Dentistry na University of São Paulo (FOB-USP) v Brazílii tvoří CANECPI-5 ochranný „štít“ pro zuby, který chrání sklovinu před oslabujícími kyselinami, které se nacházejí v džusech, alkoholických nápojích a dokonce i žaludečních kyselinách. Výsledky byly zveřejněny v Journal of Dentistry.

Studie byla provedena během doktorandského studia Natara Dias Gomes da Silva na FOB-USP. Spolupracovala s výzkumníky z Federální univerzity São Carlos (UFSCar), rovněž v Brazílii; Kalifornská univerzita v San Franciscu ve Spojených státech amerických; a Yonsei University College of Dentistry, v Jižní Koreji.

Práce je součástí tematického projektu „Modulace získané pelikuly ke kontrole ztráty dentálních minerálů: odhalení mechanismů umožňujících terapie“, který koordinuje profesorka Marília Afonso Rabelo Buzalaf z FOB-USP.

„Testovali jsme ústní vodu vyvinutou s CANECPI-5 tak, že jsme tento roztok nanášeli jednou denně na malé kousky zvířecích zubů po dobu jedné minuty. Na základě těchto výsledků provedeme další výzkum, abychom mohli přemýšlet o aplikacích tohoto produktu,“ dodává Silva, první autor článku.

„Toto je první produkt, který využívá koncept získané pelikuly (tenká ochranná vrstva, která se rychle vytvoří na povrchu zubu) k léčbě xerostomie, což je pocit sucha v ústech způsobený nedostatkem slin. Používáme látky, které přeformulují složení bílkovin, které se vážou na zuby,“ vysvětluje Buzalaf.

„Vyvinuli jsme proces, při kterém se CANECPI-5 váže přímo na zubní sklovinu a pomáhá tak učinit zuby odolnějšími vůči působení kyselin produkovaných bakteriemi,“ zdůrazňuje Silva.

Údaje publikované v článku ukázaly, že protein CANECPI-5 je nejúčinnější v kombinaci s fluoridem a xylitolem. V těchto testech sprej s umělými slinami výrazně snížil bakteriální aktivitu a demineralizaci zubů – proces, při kterém zuby ztrácejí vápník a fosfát, díky čemuž jsou náchylnější k zubnímu kazu.

Tento objev je významný, protože pacienti podstupující léčbu rakoviny hlavy a krku zatím nemají na trhu přístup ke konkrétnímu produktu, který by mohl pomoci v boji a léčbě nejagresivnějších dutin, které se po radiační terapii vyvinou.

„Umělé sliny zlepšují pocit sucha v ústech a opruzenin. To pomáhá při nepohodlí a také bojuje proti bakteriím. V některých případech je použití tohoto typu přípravků pouze krátkodobé. V jiných je trvalé, protože mnoho jedinců ztrácí schopnost produkovat sliny,“ dodává Buzalaf.

Patent na protein CANECPI-5 byl podán před několika lety. Podle výzkumníků je nyní výzvou rozšířit partnerství se společnostmi zajímajícími se o technologii, aby bylo možné vyrobit umělé sliny.

„Řešení jsme již testovali jako ústní vodu, gel a fólii dispergovatelnou v ústech, což je druh plastu, který se umístí na jazyk, rozpustí se a uvolní protein. Testovali jsme ho v několika vozidlech a zjistili jsme, že CANECPI-5 funguje velmi dobře ve všech z nich. Budeme pokračovat v testování dalších technologií v rámci Thematic Project, abychom využívali nejen tento protein, ale i další,“ říká Buzalaf.

Ohledně objevu CANECPI-5

Podle Flávia Henrique Silvy, profesora na katedře genetiky a evoluce na UFSCar, který pracoval na vývoji proteinu CANECPI-5, je práce s cystatiny (rodina proteinů zapojených do různých biologických procesů) spojena s výzkumem prováděným v rámci projektu Sugarcane Genome Project (SUCEST, FAPESP). Jeho laboratoř je součástí tohoto projektu.

„V té době naše skupina identifikovala a produkovala v rekombinantní formě v bakteriích první cystatin z cukrové třtiny. Nazvali jsme ho CANECPI-1. Poté jsme identifikovali a vyrobili pět dalších třtinových cystatinů, včetně CANECPI-5, které měly silné inhibiční aktivity proti cysteinovým peptidázám, které jsou jeho cílovými enzymy. V průběhu naší práce jsme si všimli, že tyto proteinové kyvety využívaly při měření aktivity těchto proteinů quartz. To nás vedlo k provedení testů ve spolupráci s profesorkou Marília Buzalaf na vazbě proteinu na zubní sklovinu.“

Podle výzkumníků zjištění, že CANECPI-5 chrání zubní sklovinu a zároveň reguluje ústní mikroflóru, z něj činí vysoce slibnou molekulu pro výzkum v zubním lékařství.

„CANECPI-5 byl také použit v práci dalších kolegů v oboru stomatologie, zejména pokud jde o parodontitidu. Máme také společný projekt s kolegou z Federální univerzity v Uberlandii, pomocí podkožních houbovitých implantátů u myší, který ukázal, že je schopen snížit zánět a podpora angiogeneze (tvorba nových krevních cév) a fibrinogeneze (tvorba fibrinu, bílkoviny nezbytné pro srážení krve), důležité procesy při opravě tkání, což z ní činí kandidátskou molekulu pro použití při hojení ran,“ zdůrazňuje Silva.

Další kroky

V rámci tematického projektu se výzkumníci budou i nadále snažit pochopit, jak CANECPI-5 interaguje s jinými látkami.

Podle Buzalafa je jednou z možných cest studovat CANECPI-5 fúzovaný s peptidem odvozeným ze statherinu, proteinu nacházejícího se ve slinách, aby se zjistilo, zda je nový hybridní protein účinnější proti kyselinám, které oslabují zuby, když přicházejí ze žaludku. Další možnou cestou je pokusit se pochopit, jak bojovat s periodontálním onemocněním.

„Dalším aspektem Tematického projektu je spojení CANECPI-5 s vitamínem E, protože tento vitamín funguje jako nosič a přivádí protein do kontaktu se zubem. Představujeme si, že by to mohlo usnadnit aplikaci přípravku přímo pacientem doma,“ říká výzkumník.