La signalisation redox induit la protéine ribosomale du récepteur de la laminine

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 7742 (2022) Citer cet article

963 accès

1 Citation

1 Altmétrique

Détails des métriques

Les biomatériaux actuels remplacent efficacement les structures biologiques mais sont limités par les infections et les défaillances matérielles à long terme. Cette étude a examiné les mécanismes moléculaires des traitements par décharges luminescentes par radiofréquence (RFGDT) dans la médiation de la désinfection des surfaces de biomatériaux et dans la promotion simultanée de l'attachement et de la prolifération cellulaire. Les biomatériaux dentaires ont été soumis au RFGDT et la viabilité des espèces microbiennes buccales, à savoir les mutants Streptococcus (SM), Streptococcus gordonii (SG), Moraxella catarrhalis (MC) et Porphyromonas gingivalis (PG), a été évaluée. L'attachement cellulaire et la survie d'une lignée cellulaire pré-odontoblastique, MDPC-23, ont été examinées. Enfin, des études mécanistiques sur la génération redox et la signalisation biologique ont été étudiées. Sur la base de leurs compositions, les biomatériaux dentaires ont induit des espèces réactives de l'oxygène (ROS) suite à un RFGDT dose-dépendant. Une viabilité microbienne réduite était plus évidente après RFGDT chez les espèces catalase négatives (SM et SG) que chez les espèces catalase positives (MC et PG). Les tests d’adhésion cellulaire ont noté une amélioration de la fixation et de la survie du MDPC-23. Les prétraitements avec la N-acétylcystéine (NAC) et la catalase ont abrogé ces réponses. Les tests immunologiques ont noté l'expression en aval induite par redox d'un récepteur de laminine, la protéine ribosomale SA, après RFGDT. Ainsi, le redox induit par RFGDT agit comme médiateur antimicrobien et améliore les réponses cellulaires telles que l'adhésion et la prolifération. Ensemble, ces observations fournissent une justification mécaniste de l’utilité clinique du RFGDT avec des biomatériaux dentaires pour des applications cliniques régénératives.

Les biomatériaux ont permis à l’ingénierie tissulaire d’évoluer d’une science émergente à son rôle central actuel dans le fer de lance de la médecine régénérative clinique1,2,3. Ces systèmes de biomatériaux ont été facilement adoptés dans divers domaines cliniques pour des remplacements esthétiques et fonctionnels. Des progrès considérables ont été réalisés dans les systèmes de biomatériaux, depuis les supports passifs et biocompatibles ou les remplacements inertes jusqu'aux systèmes bioactifs ou intelligents actuels capables de détecter et de réagir4,5. Les progrès dans ces domaines comprennent, entre autres, des compositions plus récentes, des caractéristiques nanotopologiques optimisées, des systèmes de biomatériaux à actionnement biophysique et à libération contrôlée. Ces progrès sont étroitement liés aux progrès du développement et de la biologie des cellules souches, permettant une compréhension critique de la régulation cellulaire pendant la cicatrisation et la régénération des tissus6,7,8. Ceux-ci incluent la régulation intrinsèque avec des facteurs transcriptionnels clés, l’organisation des gènes, la signalisation, la métabolomique et la régulation extrinsèque avec la membrane, l’engagement des ligands à l’échelle nanométrique et la signalisation paracrine. De plus, parmi ces facteurs extrinsèques, le rôle de la métagénomique du microbiote omniprésent est désormais mieux compris, soulignant encore davantage la nécessité d’une désinfection efficace9,10,11,12,13.

La cavité buccale présente plusieurs défis uniques en raison de ses constituants biologiques de tissus mous et durs. Ces tissus buccaux représentent une niche anatomique exclusive où les tissus durs (dents) sont exposés à travers les tissus mous (gencive) via une interface délicate mais rigoureuse. L’importance d’un microbiome buccal sain et l’impact de la dysbiose sur la santé bucco-dentaire et systémique sont bien établis14,15,16. Ces aspects présentent des défis importants pour le remplacement des biomatériaux en raison de l’agression biomécanique, microbiologique et immunologique constante dans l’environnement buccal. La combinaison du stress physique, des enzymes microbiologiques et dérivées de l’hôte, des infections et des sous-produits de dégradation peuvent tous contribuer de manière synergique à la défaillance des biomatériaux17,18. Néanmoins, la dentisterie a utilisé très efficacement la céramique, le métal, les polymères et leurs combinaisons comme restaurations, prothèses ou implants qui font partie intégrante des soins cliniques actuels. Les technologies récentes telles que les impressions numériques, la tomodensitométrie à faisceau conique haute résolution (CBCT), l'impression 3D soustractive et additive ont accéléré la sophistication de la conception des appareils et réduit les délais de production permettant une fabrication au fauteuil19. Ces avancées dans le domaine des dispositifs à biomatériaux fabriqués sur mesure soulignent encore davantage la nécessité d’explorer des techniques pratiques de désinfection en cabinet.