بررسي آزمايشگاهي تأثير آنزيم پروتئاز بر پيشگيري از تشكيل بيوفيلم توسط استرپتوكوكوس موتانس جداسازي شده از پلاك دندان

The in vitro Survey of the Effect of Protease Enzyme on Reduction of Biofilm Producted by Streptococcus Mutans Isolated from Dental Plaque

مقدمه: باكتري‌هاي رشد يافته در پلاك دنداني مقاومت افزايش يافته‌اي به عوامل ضدميكروبي پيدا كرده‌اند. اين مطالعه با هدف بررسي كاهش بيوفيلم تشكيل شده توسط استرپتوكوكوس موتانس جداسازي شده از پلاك دنداني در اثر آنزيم پروتئاز انجام شد. مواد و روش‌ها: باكتري استرپتوكوكوس موتانس از پلاك دنداني در محيط Blood agar جداسازي و با آزمون‌هاي بيوشيميايي و توالي‌يابي ژن كد‌كننده‌ي S rRNA16 شناسايي گرديد. بيوفيلم‌هاي باكتريايي در چاهك‌هاي ميكروتيترپليت در محيط Triptic soy broth غني شده با 1 درصد سوكروز پس از 48 ساعت انكوباسيون در دماي 37 درجه‌ي سانتي‌گراد ايجاد شد. سپس حجم معادل 1/12، 2/24 و 4/4 واحد آنزيم پروتئاز در چاهك بر اساس پروتكل شركت سازنده به طور جداگانه بر روي بيوفيلم‌هاي تازه تشكيل شده در چاهك‌هاي مختلف اضافه شد و تأثير آن‌ها بر ماندگاري بيوفيلم در مدت زمان‌هاي 60، 90، 120، 150 و 210 دقيقه با روش اسپكتروفتومتري بررسي گرديد. تجزيه و تحليل نتايج با نرم‌افزار SPSS نسخه‌ي 25، بررسي اختلاف ميانگين بين گروه‌هاي مستقل با آزمون Kruskal-Wallis و مقايسه‌ي ميانگين‌هاي جفتي با آزمون Mann-Whitney با سطح معني‌داري 95 درصد انجام شد. يافته‌ها: باكتري استرپتوكوكوس موتانس جداسازي شده از پلاك دنداني، داراي 99/8 درصد شباهت با سويه‌ي 0225LPB بود و بيوفيلم آن در غلظت قند 1 درصد چسبندگي متوسط داشت. كاهش درصد بيوفيلم حاصل از استرپتوكوكوس موتانس 0225LPB در هر يك از واحدهاي آنزيم دريافتي و در هر يك از بازه‌هاي زماني مشاهده شد. بيشترين درصد كاهش بيوفيلم استرپتوكوكس موتانس 0225LPB در 1/12 واحد از آنزيم پروتئاز در مدت زمان 90 دقيقه با 97 درصد كاهش، در ميان واحدهاي مختلف آنزيم مشاهده شد كه درصد كاهش بيوفيلم در اين مقدار از آنزيم در مدت زمان 60، 150 و 210 با يكديگر اختلاف معني‌داري داشتند (0/0008 = p value). نتيجه‌گيري: آنزيم پروتئاز قادر به كاهش پلاك دنداني استرپتوكوكوس موتانس 0225LPB بود. بررسي اثر واحدهاي مختلف اين آنزيم بر پلاك دنداني مخلوط به منظور كنترل پوسيدگي دندان‌هاي طبيعي و پيشگيري از بيماري‌هاي پريودنتال ناشي از پلاك دنداني پيشنهاد مي‌شود.

Introduction: Bacteria growing in dental plaque have increasing resistant to antimicrobial agents. The present study aimed for reduction of biofilm formation by streptococcus mutans isolated from dental plaque by protease enzyme. Materials and Methods: Streptococcus mutans from dental plaque was isolated in Blood agar medium and then was identified by biochemical tests and sequencing of 16S rRNA coding gene. Bacterial biofilms were formed in wells of microtiter plate in Triptic Soy Broth medium supplemented with 1% sucrose after 48 hrs incubation in 37ºC. Then the volumes equal to 1.12, 2.24 and 4.4 units per well of protease was separately added to recently formed biofilms in different wells based on the manufacturer protocol and effects of them was studied on reduction of biofilms in 60, 90, 120, 150 and 210 minutes by spectrophotometer. Mean differences between independent groups were compared with Kruskal-Wallis test and SPSS25 software statistical tests and paired means were compared with Mann-Whitney test at 95% significance level. Results: Streptococcus mutans was isolated from dental plaque had 98.90% similarity to LPB0225 strain and had intermediated adherence. Reduction of biofilm percentage by Streptococcus mutans LPB0225 was observed in every of units of enzyme and in every periods of times. The most biofilm percentage reduction by Streptococcus mutans LPB0225 was observed in 1.12 units of enzyme in 90 minutes with 97% reduction. Biofilm percentage reduction in 1.12 units of enzyme in 60, 150 and 210 minutes had significantly differences with each other (p value = 0.0008). Conclusion: The protease enzyme was able to reduce the dental plaque of Streptococcus mutans LPB0225. The survey on the effect of this enzyme on mixed dental plaques is suggested to control dental caries and plaques created on dentures, and to prevent periodontal diseases caused by dental plaque.