Влияние рубусозида, природного заменителя сахарозы, на кариесогенный потенциал биоплёнки Streptococcus mutans и экспрессию генов вирулентности in vitro

Кариес зубов — заболевание, опосредованное биоплёнкой, в которой основным патогенным микроорганизмом является Streptococcus mutans; его распространённость тесно связана с употреблением сахарозы. Рубусозид — природный некалорийный подсластитель, выделенный из Rubus suavissimus S. Lee. Целью настоящего исследования было определить влияние этого заменителя сахарозы на кариесогенные свойства биоплёнок S. mutans и экспрессию генов вирулентности. S. mutans выращивали в среде brain heart infusion (BHI; контроль), а также в средах с добавлением 1% сахарозы, 1% рубусозида или 1% ксилита. Рост биоплёнки оценивали по окрашиванию кристаллическим фиолетовым, а значение pH измеряли каждые 24 ч. Через 5 суток биоплёнки, сформированные на предметных стёклах, извлекали для определения биомассы (сухой массы и общего содержания растворимых белков), количества колониеобразующих единиц, а также содержания внутри- и внеклеточных полисахаридов. Структуру биоплёнок исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии. Экспрессию генов вирулентности (gtfB, gtfC, gtfD, ftf, spaP, gbpB, ldh, atpF, vicR и comD) определяли методом количественной ПЦР с обратной транскрипцией. При выращивании в присутствии рубусозида продукция кислоты была ниже, чем при выращивании в присутствии сахарозы, ксилита и в контрольной среде; кроме того, рубусозид снижал накопление биоплёнки, жизнеспособность бактерий и продукцию внеклеточных полисахаридов. По данным сканирующей электронной микроскопии, при выращивании в присутствии рубусозида образование биоплёнки и внеклеточного матрикса было менее выраженным, чем при выращивании в присутствии сахарозы и ксилита. Рубусозид и ксилит значительно подавляли экспрессию генов вирулентности по сравнению с сахарозой. При выращивании в присутствии рубусозида экспрессия генов gtfB, gtfC, gbpB, ldh и comD была ниже, чем при выращивании в присутствии ксилита. Таким образом, рубусозид обладает меньшим кариесогенным потенциалом, чем сахароза и ксилит, и может стать эффективным заменителем сахарозы для профилактики кариеса. Для подтверждения этих результатов необходимы дальнейшие исследования.

Значимость: Кариес зубов представляет собой серьёзную проблему общественного здравоохранения и создаёт значительное биологическое, социальное и финансовое бремя для пациентов и систем здравоохранения. Для уменьшения неблагоприятного влияния сахарозы на факторы вирулентности S. mutans активно разрабатываются продукты, способные служить её заменителями. Рубусозид — природный заменитель сахарозы, представляющий собой растительный экстракт с высокой сладостью. Хотя некоторые исследования показали, что рубусозид не вызывает образования кислот и не подавляет рост S. mutans, его влияние на зубную биоплёнку и лежащие в основе этого механизмы изучено недостаточно. В настоящем исследовании изучено влияние рубусозида на формирование и структуру биоплёнок S. mutans, а также на экспрессию генов вирулентности. Полученные результаты подтверждают, что рубусозид подавляет накопление биоплёнки, снижает жизнеспособность бактерий, продукцию биоплёнкой полисахаридов и экспрессию связанных с этим генов. Эти данные расширяют представления о кариесогенности биоплёнок S. mutans и открывают новые возможности для изучения влияния заменителей сахарозы на развитие кариеса.