بررسی آزمایشگاهی تأثیر آنزیم پروتئاز بر پیشگیری از تشکیل بیوفیلم توسط استرپتوکوکوس موتانس جداسازی شده از پلاک دندان

  • Niloofar Ranjkesh نیلوفر رنجکش کارشناس ارشد میکروبیولوژی، گروه میکروبیولوژی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران
  • Nafiseh Sadat Naghavi نفیسه سادات نقوی استادیار، گروه میکروبیولوژی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران
  • Maryam Mohammadi Sichani مریم محمدی سیچانی استادیار، گروه میکروبیولوژی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: باکتری‌های رشد یافته در پلاک دندانی مقاومت افزایش یافته‌ای به عوامل ضدمیکروبی پیدا کرده‌اند. این مطالعه با هدف بررسی کاهش بیوفیلم تشکیل شده توسط استرپتوکوکوس موتانس جداسازی شده از پلاک دندانی در اثر آنزیم پروتئاز انجام شد.

مواد و روش‌ها: باکتری استرپتوکوکوس موتانس از پلاک دندانی در محیط Blood agar جداسازی و با آزمون‌های بیوشیمیایی و توالی‌یابی ژن کد‌کننده‌ی S rRNA16 شناسایی گردید. بیوفیلم‌های باکتریایی در چاهک‌های میکروتیترپلیت در محیط Triptic soy broth غنی شده با 1 درصد سوکروز پس از 48 ساعت انکوباسیون در دمای 37 درجه‌ی سانتی‌گراد ایجاد شد. سپس حجم معادل 1/12، 2/24 و 4/4 واحد آنزیم پروتئاز در چاهک بر اساس پروتکل شرکت سازنده به طور جداگانه بر روی بیوفیلم‌های تازه تشکیل شده در چاهک‌های مختلف اضافه شد و تأثیر آن‌ها بر ماندگاری بیوفیلم در مدت زمان‌های 60، 90، 120، 150 و 210 دقیقه با روش اسپکتروفتومتری بررسی گردید. تجزیه و تحلیل نتایج با نرم‌افزار SPSS نسخه‌ی 25، بررسی اختلاف میانگین بین گروه‌های مستقل با آزمون Kruskal-Wallis و مقایسه‌ی میانگین‌های جفتی با آزمون Mann-Whitney با سطح معنی‌داری 95 درصد انجام شد.

یافته‌ها: باکتری استرپتوکوکوس موتانس جداسازی شده از پلاک دندانی، دارای 99/8 درصد شباهت با سویه‌ی 0225LPB بود و بیوفیلم آن در غلظت قند 1 درصد چسبندگی متوسط داشت. کاهش درصد بیوفیلم حاصل از استرپتوکوکوس موتانس 0225LPB در هر یک از واحدهای آنزیم دریافتی و در هر یک از بازه‌های زمانی مشاهده شد. بیشترین درصد کاهش بیوفیلم استرپتوکوکس موتانس 0225LPB در 1/12 واحد از آنزیم پروتئاز در مدت زمان 90 دقیقه با 97 درصد کاهش، در میان واحدهای مختلف آنزیم مشاهده شد که درصد کاهش بیوفیلم در این مقدار از آنزیم در مدت زمان 60، 150 و 210 با یکدیگر اختلاف معنی‌داری داشتند (0/0008 = p value).

نتیجه‌گیری: آنزیم پروتئاز قادر به کاهش پلاک دندانی استرپتوکوکوس موتانس 0225LPB بود. بررسی اثر واحدهای مختلف این آنزیم بر پلاک دندانی مخلوط به منظور کنترل پوسیدگی دندان‌های طبیعی و پیشگیری از بیماری‌های پریودنتال ناشی از پلاک دندانی پیشنهاد می‌شود.

کلید واژه‌ها: استرپتوکوکوس موتانس، آنزیم پروتئاز، بیوفیلم، پوسیدگی دندان

مراجع

1. Forssten SD, Björklund M, Ouwehand AC. Streptococcus mutans, caries and simulation models. Nutrients 2010; 2(3): 290-8.
2. Singh J, Kumar A, Budhiraja S, Hooda A. Ethnomedicine: use in dental caries. Braz J Oral Sci 2007; 6(21): 1308-12.
3. Banas JA. Virulence properties of Streptococcus mutans. Front Biosci 2004; 9(10): 1267-77.
4. Liu Y, Xu Y, Song Q, Wang F, Sun L, Liu L, et al. Anti-biofilm activities from Bergenia crassifolia leaves against Streptococcus mutans. Front Microbiol 2017; 8: 1738.
5. Gugnani N, Pandit IK, Gupta M, Josan R. Caries infiltration of non cavitated white spot lesions: A novel approach for immediate esthetic improvement. Contemp Clin Dent 2012; 3(Suppl 2): S199-S202.
6. Kulshrestha S, Khan S, Hasan S, Khan ME, Misba L, Khan AU. Calcium fluoride nanoparticles induced suppression of Streptococcus mutans biofilm: an in vitro and in vivo approach. Appl Microbiol Biotechnol 2016; 100(4): 1901-14.
7. Peedikayil FC, Remy V, John S, Chandru TP, Sreenivasan P, Bijapur GA. Comparison of antibacterial efficacy of coconut oil and chlorhexidine on Streptococcus mutans: An in vivo study. J Int Soc Prev Community Dent 2016; 6(5): 447-52.
8. Krzyściak W, Jurczak A, Kościelniak D, Bystrowska B, Skalniak A. The virulence of Streptococcus mutans and the ability to form biofilms. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2014; 33(4): 499-515.
9. Tahmourespoor A, Kermanshahi K, Salehi R, Nabinejad A. The in vitro effect of Lactobacillus fermentum on connection of oral streptococcal. Iran J Med Microbiol 2008; 2(1): 45-51. [In Persian].
10. Hu P, Huang P, Chen MW. Curcumin reduces Streptococcus mutans biofilm formation by inhibiting sortaseA activity. Arch Oral Biol 2013; 58(10): 1343-8.
11. Yoo HJ, Jwa SK. Inhibitory effects of β-caryophyllene on Streptococcus mutans biofilm. Arch Oral Biol 2018; 88: 42-6.
12. Kelstrup J, Holm‐Pedersen P, Poulsen S. Reduction of the formation of dental plaque and gingivitis in humans by crude mutanase. Eur J Oral Sci 1978; 86(2): 93-102.
13. Marotta M, Martino A, de Rosa A, Farina E, Cartenı M, de Rosa M. Degradation of dental plaque glucans and prevention of glucan formation using commercial enzymes. Process Biochem 2002; 38(1): 101-8.
14. Ledder RG, Madhwani T, Sreenivasan P, de Vizio W, McBain AJ. An in vitro evaluation of hydrolytic enzymes as dental plaque control agents. J Med Microbiol 2009; 58(4): 482-91.
15. Batra N, Walia M. Production and characterization of alkaline protease from bacteria strains isolated from cotton field. Afr J Microbiol Res 2014; 8(7): 702-9.
16. Jisha VN, Smitha RB, Pradeep S, Sreedevi S, Unni KN, Sajith S, et al. Versatility of microbial proteases. Adv Enzyme Res 2013; 1(3): 39-51.
17. Hosseini F, Shirazi M, Norouzi J. The effects of antimicrobial agents on planktonic and biofilm strains of Streptococcus mutans isolated from dental plague. Ofogh-E-Danesh 2011; 2(52): 5-13. [In Persian].
18. Soltan Dallal M, Dargahi H, Mehrani F, Sharifi Yazdi M, Rahimiforushani A, Miremadi S. The role of Streptococcus mutans in dental caries in two groups of sensitive and resistance children age between 3 to 5 years. Journal of Payavard Salamat 2013; 6(6): 467-77. [In Persian].
19. Rahmandoost S, Amini K. Identification of Streptococcus mutans isolated from dental
plaques based on the presence of gtf B gene. J Isfahan Med Sch 2015; 33(356): 1804-9. [In Persian].
20. Chen YL, Lee CC, Lin YL, Yin KM, Ho CL, Liu T. Obtaining long 16S rDNA sequences using multiple primers and its application on dioxin-containing samples. BMC Bioinformatics 2015; 16(Suppl 18): S13.
21. Shahbazi B, Narenji H. Comparison of four methods of DNA extraction from Gram-negative Gram-positive bacteria. Zanco J Med Sci 2014; 15(45): 9-16. [In Persian].
22. Rahnama E, Naghavi N. Optimization of fermented cow meat quality by lactic acid bacteria in batch fermentation. Journal of Microbial World 2017; 10(3): 263-74. [In Persian].
23. Jebali N, Rabbani Khorasgani M, Kianfar M, Emami H. Evalution of the effects of honey, vinegar and rosewateron adhesion and biofilm formation of Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus. J Isfahan Dent Sch 2016; 12(3): 232-47. [In Persian].
24. Stepanović S, Vuković D, Dakić I, Savić B, Švabić-Vlahović M. A modified microtiter-plate test for quantification of staphylococcal biofilm formation. J Microbiol Methods 2000; 40(2): 175-9.
25. Molobela IP, Cloete TE, Beukes M. Protease and amylase enzymes for biofilm removal and degradation of extracellular polymeric substances (EPS) produced by Pseudomonas fluorescens bacteria. Afr J Microbiol Res 2010; 4(14): 1515-24.
26. Festus FI, Pauline DO, Anthony OA. Production characteristics and molecular properties of protease of Pediococcus acidilactici isolated from beef under cold storage. Microbiol Res J Int 2018; 24(4): 1-14.
27. Budtz-jørgensen E, Kelstrup J, Poulsen S. Reduction of formation of denture plaque by a protease (Alcalase®). Acta Odontol Scand 1983; 41(2): 93-8.
28. Hahn Berg I, Kalfas S, Malmsten M, Arnebrant T. Proteolytic degradation of oral biofilms in vitro and in vivo: potential of proteases originating from Euphausia superba for plaque control. Eur J Oral Sci 2001; 109(5): 316-24.
29. Mugita N, Nambu T, Takahashi K, Wang PL, Komasa Y. Proteases, actinidin, papain and trypsin reduce oral biofilm on the tongue in elderly subjects and in vitro. Arch Oral Biol 2017; 82: 233-40.
30. Lequette Y, Boels G, Clarisse M, Faille C. Using enzymes to remove biofilms of bacterial isolates sampled in the food-industry. Biofouling 2010; 26(4): 421-31.
31. Leroy C, Delbarrea C, Ghillebaertb F, Comperec C, Combes D. Effects of commercial
enzymes on the adhesion of a marine biofilm forming bacterium. Biofouling 2008; 24(1): 11-22.
32. Aas JA, Griffen AL, Dardis SR, Lee M, Olsen I, Dewhirst FE, et al. Bacteria of dental caries in primary and permanent teeth in children and young adults. J Clin Microbiol 2008; 46(4): 1407-17.
33. Banerjee UC, Sani RK, Azmi W, Soni R. Thermostable alkaline protease from Bacillus brevis and its characterization as a laundry detergent additive. Process Biochem 1999; 35(1-2): 213-9.
چاپ شده
2021-01-11
استناد به مقاله
1.
نیلوفر رنجکشNR, نفیسه سادات نقویNSN, مریم محمدی سیچانیMMS. بررسی آزمایشگاهی تأثیر آنزیم پروتئاز بر پیشگیری از تشکیل بیوفیلم توسط استرپتوکوکوس موتانس جداسازی شده از پلاک دندان. مجله دانشکده دندانپزشکی اصفهان [اینترنت]. 11ژانویه2021 [ارجاع شده 23ژانویه2021];:437-4. Available from: http://jids.journalonweb.ir/index.php/jids/article/view/1717

میزان دانلود در سال میلادی جاری

Download data is not yet available.

سخن سردبیر

دکتر رامین مشرف

مجله‌ دانشکده دندان‌پزشکی اصفهان از سال 1383 به زبان فارسی و با هدف انتشار ماحصل زحمات پژوهشی اساتید و دانشجویان دندان‌پزشکی ....

ادامه

شماره کنونی

پشتیبانی و راهنمایی

کلیه حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به دانشگاه علوم پزشکی اصفهان می باشد