Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Nadzieja dla milionów Niemców cierpiących na paradontozę

Dwanaście milionów Niemców cierpi na paradontozę - zapalenie, które nieleczone prowadzi do utraty zębów. Krwawienie dziąseł w czasie szczotkowania lub jedzenia jabłka może być oznaką paradontozy, która jest chorobą zapalną tkanek otaczających i utrzymujących zęby. Płytka bakte...
Nadzieja dla milionów Niemców cierpiących na paradontozę
Dwanaście milionów Niemców cierpi na paradontozę - zapalenie, które nieleczone prowadzi do utraty zębów. Krwawienie dziąseł w czasie szczotkowania lub jedzenia jabłka może być oznaką paradontozy, która jest chorobą zapalną tkanek otaczających i utrzymujących zęby. Płytka bakteryjna atakuje kości, przez co z biegiem czasu zęby mogą się poluzować, a w najgorszym przypadku nawet wypaść, gdyż zostają pozbawione fundamentu, który utrzymuje je na miejscu. Co więcej paradontoza stanowi również ognisko, z którego choroba może rozprzestrzenić się po całym organizmie. Jeżeli bakterie, które potrafią być bardzo agresywne, przedostaną się do krwioobiegu, mogą poczynić dalsze szkody w organizmie. Lekarze podejrzewają, że istnieje powiązanie między patogenami paradontozy a pewnym rodzajem uszkodzenia układu krążenia, które może prowadzić do ataku serca lub udaru. Aby powstrzymać źródło zapalenia, dentyści usuwają kamień i osad z powierzchni zębów, ale to często nie wystarczy. Agresywne bakterie można wyeliminować jedynie za pomocą antybiotyków.

Spośród 700 gatunków bakterii zasiedlających jamę ustną, zaledwie o jedenastu wiadomo, że wywołują właśnie paradontozę, a niektóre z nich uważa się za poważnie patogenne. Jeżeli takie biomarkery są obecne w bruzdach dziąsłowych - niewielkich szczelinach u podstawy zęba - wówczas chory jest zagrożony wysokim ryzykiem rozwinięcia się ciężkiej postaci paradontozy. Jedynym sposobem, aby to sprawdzić jest przeprowadzenie testu na bakterie. Problem w tym, że obecne metody identyfikacji patogenów są czasochłonne i muszą być przeprowadzane w zewnętrznym laboratorium kontraktowym. Tradycyjna analiza bakterii za pomocą kultury mikrobiologicznej niesie ze sobą ryzyko, że bakterie zginą w momencie kontaktu z tlenem.

Niemieckim naukowcom udało się jednak opracować innowacyjną, mobilną platformę diagnostyczną, którą można wykorzystywać w gabinecie dentystycznym do analizy DNA pobranego z zębów i identyfikacji 11 najistotniejszych patogenów paradontozy w niecałe 30 minut.

Naukowcy z Instytutu Terapii Komórkowej i Immunologii IZI im. Fraunhofera w Lipsku nawiązali współpracę z dwoma przedsiębiorstwami, BECIT GmbH i ERT-Optik, aby opracować moduł LOC (ang. lab-on-a-chip) o nazwie ParoChip. W przyszłości umożliwi on dentystom i laboratoriom medycznym szybkie przygotowywanie próbek do analizy bakterii. Wszystkie etapy procesu - duplikacja sekwencji DNA i ich wykrywanie - zachodzą bezpośrednio na platformie, która składa się z karty mikrostrumieniowej w kształcie krążka o średnicy około sześciu centymetrów. "Do tej pory analiza zajmowała od czterech do sześciu godzin. Dzięki modułowi ParoChip potrzeba na nią niecałe 30 minut. To oznacza, że możliwe jest przeprowadzenie analizy dużej liczby próbek w krótkim czasie" - stwierdza dr Dirk Kuhlmeier, naukowiec z IZI.

Próbki są pobierane za pomocą sterylnych sączków papierowych w kształcie wykałaczki. Następnie bakterie są usuwane z sączków, a ich wyizolowane DNA jest wstrzykiwane do komór reakcyjnych zawierających wysuszone odczynniki. Na każdej karcie znajduje się jedenaście takich komór, z których każda zwiera odczynnik na jeden z jedenastu patogenów paradontozy. Całkowita liczba bakterii jest ustalana w dodatkowej komorze za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR). Ta metoda umożliwia wykonanie milionów kopii nawet niewielkiej liczby sekwencji DNA patogenów. Aby doprowadzić do niezwykle szybkich zmian w temperaturze, których wymaga PCR, plastikowy chip w kształcie krążka jest podłączony do bloku grzejnego z trzema strefami temperatury i obracany mechanicznie, aby przechodzić przez te strefy. To powoduje wygenerowanie fluorescencyjnego sygnału, który jest mierzony przez podłączone, optyczne urządzenie pomiarowe z czujnikiem fluorescencyjnym, fotodetektorem i diodą laserową.

Najważniejsza korzyść jest taka, że sygnał umożliwia nie tylko ilościowe określenie typu bakterii, a przez to ustalenie ciężkości zapalenia, ale również całkowitej liczby wszystkich bakterii razem. To umożliwia lekarzowi odpowiednie dopasowanie antybiotykoterapii.

"Zważywszy na fakt, że podłączony, optyczny system pomiaru umożliwia nam ustalenie ilości bakterii, ParoChip nadaje się także do identyfikacji innych przyczyn bakteryjnych infekcji, takich jak patogeny przenoszone przez żywność czy te, które doprowadzają do posocznicy" - wskazuje Kuhlmeier, który podkreśla dalsze zalety kompaktowej platformy diagnostycznej: "Zastosowanie ParoChip eliminuje wiele ręcznych etapów, które stanowią niezbędną część obecnych testów na bakterie. Syntetyczne krążki mogą być wytwarzane niskim kosztem i utylizowane w taki sam sposób jak jednorazowe rękawiczki".

Dostępny jest już prototyp ParoChip, który pierwotnie przeznaczony był do zastosowania w laboratoriach klinicznych, jednak może być też wykorzystywany przez dentystów do przeprowadzania w gabinecie analiz próbek pobranych od pacjentów.

Źródło: Instytut Terapii Komórkowej i Immunologii IZI im. Fraunhofera

Powiązane informacje

Kraje

  • Niemcy
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę