เจ้าของนวัตกรรม
นาย ณัฐเศรษฐ์ ชำนาญวินิจฉัย
นักศึกษา
Details
วัตถุประสงค์ และที่มา โรคฟันผุยังคงเป็นปัญหาทางทันตกรรมที่สำคัญทั่วโลก โดยมีอัตราการเกิดสูงถึง 90% ในเด็ก และผู้ใหญ่ เชื้อแบคทีเรีย Streptococcus mutans ทำให้เกิดฟันผุโดยผ่านกระบวนการเมตาบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต และสร้างไบโอฟิล์ม ซึ่งเป็นกระบวนการที่กำจัดได้ยาก Histatin-5 (HST-5) เป็นเปปไทด์ต้านเที่ชื้อพบในน้ำลายมนุษย์ ซึ่งแสดงฤทธิ์ต้านเชื้อราและแบคทีเรียหลายชนิด Phytosphingosine (PHS) เป็นสฟิงโกลิพิดที่สามารถพบในเชื้อรา พืช และมนุษย์ ซึ่งมีคุณสมบัติในการต้านเเช่นชื้อเเบคทีเรียเช่นกัน การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความสามารถในการฆ่าเชื้อของ HST-5 และเมื่อใช้ร่วมกับ PHS ต่อ S. mutans ภายใต้สภาวะการสร้างไบโอฟิล์ม วิธีการ ประเมินฤทธิ์การต้านต่อเชื้อ S. mutans ในรูปแบบพลางค์โทนิกโดยใช้วิธี time-kill assay และตรวจสอบความสามารถในการสร้างไบโอฟิล์มโดยการย้อมด้วยคริสตัลไวโอเลต ความสามารถในการฆ่าเชื้อของสารต่อไบโอฟิล์มที่เกิดขึ้น 24 ชั่วโมง ถูกประเมินโดยใช้ Transferable Solid Phase (TSP) pin lid model การส่งเสริมฤทธิ์ระหว่าง HST-5 และ PHS ถูกประเมินโดยใช้ checkerboard technique นอกจากนี้ความเป็นพิษต่อเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของเหงือกมนุษย์ (hGFs) ถูกประเมินหลังจากบ่มกับสาร 1 ชั่วโมง โดยใช้ MTT assay ผลการศึกษา การทดสอบ time-kill assay แสดงให้เห็นว่า HST-5 และ PHS มีฤทธิ์ต้านเชื้อ S. mutans แบบขึ้นอยู่กับเวลาและความเข้มข้น โดยที่ PHS สามารถฆ่าเชื้อได้มากกว่า 90% ภายใน 15 นาที ที่ความเข้มข้น 5 μg/ml ในขณะที่ HST-5 ต้องใช้เวลา 30 นาที เพื่อฆ่าเชื้อ 90% ที่ความเข้มข้น 20 μM ความสามารถในการสร้างไบโอฟิล์มของ S. mutans ได้รับการยืนยัน ค่าความเข้มข้นที่สามารถยับยั้งการสร้างไบโอฟิล์มได้ครึ่งหนึ่ง (IC50) ของ HST-5 และ PHS คือ 25 μM และ 13.5 μg/ml ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่าการใช้ HST-5 และ PHS ร่วมกันให้ผลเสริมฤทธิ์ โดยค่า IC50 ลดลง 8 และ 16 เท่า ตามลำดับ สุดท้ายนี้ทั้งสองสารไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ hGFs ที่ความเข้มข้นที่ใช้ในการออกฤทธิ์เสริมกัน สรุปผล ดังนั้น การใช้ HST-5 และ PHS ร่วมกันอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของสารต้านจุลชีพต่อไบโอฟิล์มของ S. mutans ซึ่งอาจมีศักยภาพในการป้องกันการเกิดโรคฟันผุ
โรคฟันผุยังคงเป็นปัญหาทางทันตกรรมที่สำคัญทั่วโลก โดยมีอัตราการเกิดสูงถึง 90% ในเด็ก และผู้ใหญ่ เชื้อแบคทีเรีย Streptococcus mutans ทำให้เกิดฟันผุโดยผ่านกระบวนการเมตาบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต และสร้างไบโอฟิล์ม ซึ่งเป็นกระบวนการที่กำจัดได้ยาก Histatin-5 (HST-5) เป็นเปปไทด์ต้านเที่ชื้อพบในน้ำลายมนุษย์ ซึ่งแสดงฤทธิ์ต้านเชื้อราและแบคทีเรียหลายชนิด Phytosphingosine (PHS) เป็นสฟิงโกลิพิดที่สามารถพบในเชื้อรา พืช และมนุษย์ ซึ่งมีคุณสมบัติในการต้านเเช่นชื้อเเบคทีเรียเช่นกัน การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความสามารถในการฆ่าเชื้อของ HST-5 และเมื่อใช้ร่วมกับ PHS ต่อ S. mutans ภายใต้สภาวะการสร้างไบโอฟิล์ม
วิธีการ
ประเมินฤทธิ์การต้านต่อเชื้อ S. mutans ในรูปแบบพลางค์โทนิกโดยใช้วิธี time-kill assay และตรวจสอบความสามารถในการสร้างไบโอฟิล์มโดยการย้อมด้วยคริสตัลไวโอเลต ความสามารถในการฆ่าเชื้อของสารต่อไบโอฟิล์มที่เกิดขึ้น 24 ชั่วโมง ถูกประเมินโดยใช้ Transferable Solid Phase (TSP) pin lid model การส่งเสริมฤทธิ์ระหว่าง HST-5 และ PHS ถูกประเมินโดยใช้ checkerboard technique นอกจากนี้ความเป็นพิษต่อเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของเหงือกมนุษย์ (hGFs) ถูกประเมินหลังจากบ่มกับสาร 1 ชั่วโมง โดยใช้ MTT assay
ผลการศึกษา
การทดสอบ time-kill assay แสดงให้เห็นว่า HST-5 และ PHS มีฤทธิ์ต้านเชื้อ S. mutans แบบขึ้นอยู่กับเวลาและความเข้มข้น โดยที่ PHS สามารถฆ่าเชื้อได้มากกว่า 90% ภายใน 15 นาที ที่ความเข้มข้น 5 μg/ml ในขณะที่ HST-5 ต้องใช้เวลา 30 นาที เพื่อฆ่าเชื้อ 90% ที่ความเข้มข้น 20 μM ความสามารถในการสร้างไบโอฟิล์มของ S. mutans ได้รับการยืนยัน ค่าความเข้มข้นที่สามารถยับยั้งการสร้างไบโอฟิล์มได้ครึ่งหนึ่ง (IC50) ของ HST-5 และ PHS คือ 25 μM และ 13.5 μg/ml ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่าการใช้ HST-5 และ PHS ร่วมกันให้ผลเสริมฤทธิ์ โดยค่า IC50 ลดลง 8 และ 16 เท่า ตามลำดับ สุดท้ายนี้ทั้งสองสารไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ hGFs ที่ความเข้มข้นที่ใช้ในการออกฤทธิ์เสริมกัน
สรุปผล
ดังนั้น การใช้ HST-5 และ PHS ร่วมกันอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของสารต้านจุลชีพต่อไบโอฟิล์มของ S. mutans ซึ่งอาจมีศักยภาพในการป้องกันการเกิดโรคฟันผุ
Objective
This study aimed to evaluate the killing activity of HST-5 alone and in combination with PHS against S. mutans under biofilm-stimulating conditions.
Dental caries is still one of the most significant dental problems worldwide, with prevalence rates up to 90% among children and adults. Cariogenic bacteria, especially Streptococcus mutans, is the primary microorganism involved in the pathogenesis through carbohydrate metabolism and biofilm formation, which are challenging to eradicate. Traditional preventions like brushing, while helpful, struggle to fully eradicate this resilient bacteria’s biofilm, as once it is formed, simple brushing is not enough.
The findings of this study will provide essential insights into the efficacy and safety of two potential therapeutic agents: histatin 5 and phytosphingosine. These insights will contribute to a novel therapeutic approach aimed at combating oral pathogenic cariogenic bacteria.