Arginina reduce virulența biofilmelor dentare la pacienții cu carii active prin modificarea pH-ului, microbiomului și matricei extracelulare

Un studiu realizat la o universitate din Danemarca și publicat în International Journal of Oral Science la data de 20 noiembrie 2025 a analizat modul în care arginina influențează pH-ul, compoziția microbiană și arhitectura matricei carbohidratice a biofilmelor dentare provenite de la pacienți cu activitate carioasă crescută. Cercetarea arată că arginina reduce virulența biofilmului prin mecanisme multiple, dincolo de simpla alcalinizare.

Context

Dezvoltarea cariilor dentare este strâns legată de metabolismul acido-bazic al biofilmului dentar. Fermentarea zaharurilor de către bacterii acidogene determină scăderi rapide ale pH-ului, favorizând demineralizarea smalțului. În condiții de aport frecvent de zahăr, biofilmul devine dominat de bacterii acidogene și acidurice, iar mecanismele de tamponare salivară și producerea de alcali devin insuficiente.

În acest context, arginina a atras interes ca strategie preventivă, deoarece este metabolizată de bacterii comensale prin sistemul arginin-deiminază, generând amoniac și contribuind la menținerea unui pH mai puțin acid. Studii in vitro au sugerat, recent, că arginina ar putea influența și producția matricei extracelulare, un determinant major al virulenței biofilmului, însă dovezile clinice lipseau.

Despre studiul actual

Studiul a avut un design randomizat, placebo-controlat, triplu-orb, split-mouth, in situ și a inclus inițial 12 pacienți cu carii active, dintre care 10 au finalizat protocolul (vârsta medie 52,8 ± 12,8 ani; 3 femei). Numărul mediu de leziuni carioase active a fost de 9,9 ± 5,5 per participant.

Biofilmele au fost crescute timp de 4 zile pe suporturi de sticlă atașate unor gutiere intraorale. De trei ori pe zi, biofilmele au fost expuse extraoral la:

• zaharoză 10% timp de 5 minute,

• urmată de arginină 1,5% sau placebo (apă distilată) timp de 30 de minute, într-un design split-mouth.

Analizele efectuate au inclus:

• pH ratiometric confocal (C-SNARF-4) pentru evaluarea pH-ului la microscară după provocare cu zaharoză 4%,

• secvențiere 16S rRNA pentru compoziția microbiană,

• analiza de legare a lectinelor fluorescente pentru evaluarea matricei carbohidratice, cu accent pe componentele ce conțin fucosă (AAL) și galactoză (MNA-G).

Rezultate

Efectul asupra pH-ului biofilmului

Biofilmele tratate cu arginină au prezentat un pH semnificativ mai mare comparativ cu placebo:

• la 10 minute: 6,05 (IC 95%: 5,77–6,34) vs. 5,87 (IC 95%: 5,58–6,15), p = 0,014;

• la 35 de minute: 5,84 (IC 95%: 5,56–6,13) vs. 5,68 (IC 95%: 5,40–5,97), p = 0,037.

Diferența medie de pH între biofilmele tratate și cele control a fost de 0,19 unități la 10 minute și 0,16 unități la 35 de minute. Totuși, doi pacienți nu au prezentat răspuns pozitiv, evidențiind o variabilitate interindividuală importantă.

Compoziția microbiană

Ambele tipuri de biofilm au fost dominate de:

• Streptococcus spp.: 32,2% ± 16,8 (arginină) vs. 36,1% ± 14,5 (placebo),

• Veillonella spp.: 16,9% ± 11,6 vs. 12,3% ± 9,9.

Analiza pereche a arătat:

• reducere semnificativă a streptococilor din grupul mitis/oralis în biofilmele tratate cu arginină (19,6% ± 15,2 vs. 25,0% ± 12,9),

• creșteri nesemnificative statistic ale unor bacterii cu potențial arginolitic crescut, precum Streptococcus parasanguinis și Streptococcus gordonii.

Analiza componentelor principale a demonstrat că factorul „pacient” a influențat mai mult microbiomul decât tratamentul, confirmând heterogenitatea microbiotei orale umane.

Matricea carbohidrată a biofilmului

Arginina a determinat:

• reducerea semnificativă a volumului total și intercelular de carbohidrați ce conțin fucosă, atât în biofilmul total, cât și în stratul superior (p între 0,009 și <0,001),

• redistribuirea carbohidraților ce conțin galactoză, cu scădere la baza biofilmului și creștere în stratul superior, fără modificarea cantității totale.

Variabilitatea a fost ridicată chiar și între câmpurile microscopice ale aceluiași biofilm, cu diferențe de până la 600% pentru anumite componente ale matricei.

Concluzii

Arginina reduce virulența biofilmelor dentare provenite de la pacienți cu carii active prin atenuarea scăderilor de pH, modificarea compoziției bacteriene și suprimarea producției de carbohidrați din matricea extracelulară. Răspunsul clinic este însă heterogen și nu poate fi explicat simplu prin prezența unui anumit taxon sau component structural. Rezultatele subliniază importanța analizei la microscară și deschid direcții noi pentru terapii preventive personalizate.