Bioaktiver Schutzfilm durch modifiziertes Speichelprotein

Im menschlichen Speichel befinden sich eine ganze Reihe von immunaktiven Substanzen als erste (orale) Barriere gegenüber aufgenommenen Bakterien und Pilzen. Eine davon ist die Gruppe der Histatine. Das sind positiv-geladene Peptide, die nur beim Menschen und höheren Primaten vorkommen. Das Histatin 5 (H5 oder Hst 5) hat beispielsweise eine hohe antimykotische Potenz und wirkt bakterizid. Außerdem adsorbiert es an Zahnschmelz.

Wissenschaftler aus Hongkong haben nun versucht, dieses Peptid im Kampf gegen Karies zu nutzen, indem es einerseits eine Biofilmbildung von Kariesbakterien auf Zahnoberflächen verhindern und andererseits die Demineralisation des Zahnschmelzes verringern beziehungsweise seine Remineralisation fördern sollte.

Dazu veränderten sie das natürliche H5, indem sie ihm an einem Ende des Moleküls eine Phosphoserin-Gruppe hinzufügten. Dadurch sollte es in der Lage sein, mehr Kalziumionen zur Reparatur des Zahnschmelzes anzuziehen als natürlich vorkommendes H5. Die Hoffnung der Forscher auf eine bessere Remineralisation erfüllte sich nicht, aber dafür adsorbierte das neuartige Peptid im Labor besser an menschliche Zahnproben als sein natürliches Pendant.

Auch gegen bakterielle Konkurrenz schien das modifizierte Peptid durchsetzungsstark zu sein – es zerstörte Bakterien besser und hemmte auch deren Adhäsion an den Zahnschmelz stärker als sein natürliches Äquivalent. So schützte es die Zahnoberflächen effektiver vor Demineralisation als das originäre H5.

Trotz der zutage getretenen Vorteile schlussfolgern die Studienautoren, dass die Remineralisation des Zahnschmelzes getrost den natürlichen immunaktiven Peptiden des Speichels überlassen bleiben kann. Ein Gel oder Schutzlack mit dem modifizierten Speichelprotein – aufgetragen nach dem Zähneputzen – könnte jedoch künftig möglicherweise die Bildung von Biofilm und Plaque verringern helfen.

Quelle: Li Zhou, Hai Ming Wong, Yu Yuan Zhang, and Quan Li Li: “Constructing an Antibiofouling and Mineralizing Bioactive Tooth Surface to Protect against Decay and Promote Self-Healing.“ American Chemical Society (ACS) Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 2, 3021–3031