لماذا تفشل المضادات الحيوية في علاج التهابات زراعة الأسنان؟

وفرت زراعة الأسنان بالنسبة لعشرات الملايين من الناس وسيلة لاستبدال الأسنان المفقودة بمجموعة كاملة من الأسنان الثابتة والوظيفية بدلا من أطقم الأسنان المتحركة.

ومع ذلك، أشارت التقديرات إلى أن ما بين 10% إلى 20% من مرضى زراعة الأسنان يصابون في نهاية المطاف بالتهاب ما حول الزرعة، وهو عدوى خطيرة تلحق الضرر بعظم الفك المحيط، وفقًا للموقع المتخصص في نشر الأبحاث والدراسات العلمية Science Daily.

غالبا ما تفشل المضادات الحيوية في السيطرة على هذه الحالة، وقد عانى العلماء لفهم السبب. والآن، يعتقد الباحثون أنهم كشفوا الآلية المسؤولة عن ذلك.

وكشفت دراسة جديدة نشرت في مجلة PNAS Nexus من قبل علماء في كلية طب الأسنان بجامعة روتجرز أن البكتيريا قادرة على تآكل غرسات الأسنان تدريجيا، مطلقة جزيئات مجهرية من التيتانيوم في الأنسجة المجاورة.

وتتداخل هذه الجزيئات مع الخلايا المناعية المسؤولة عن مكافحة العدوى، مما يؤدي إلى احتجازها في حالة التهاب مفرط يُدمر عظم الفك تدريجيا.

وفحص الباحثون عينات من الأنسجة البشرية، ودراسة الخلايا المناعية البشرية في المختبر، وإجراء تجارب باستخدام فئران معدلة وراثيا. وقد حددت دراستهم قناة كالسيوم في البلاعم، وهي الخلايا المناعية التي تبتلع البكتيريا، والتي يتم تنشيطها بواسطة جزيئات التيتانيوم. وعندما تم تعطيل هذه القناة في الفئران، تم منع المرض.

وفر هذا الاكتشاف أول هدف دوائي موثوق به لحالة تصيب ما يصل إلى واحد من كل خمسة متلقين لزراعة الأسنان وتكلف أنظمة الرعاية الصحية في جميع أنحاء العالم أكثر من مليار دولار سنويا.

قال جورجيوس كوتساكيس، المؤلف الرئيسي للدراسة والعميد المساعد للبحوث السريرية في كلية طب الأسنان بجامعة روتجرز: «لأول مرة، نوضح سبب عدم فعالية جميع علاجات المضادات الحيوية التي تجدي نفعا حول الأسنان حول الزرعات. والآن بعد أن عرفنا السبب، يمكننا البدء في تطوير علاجات جديدة».

لماذا تقاوم عدوى زراعة الأسنان المضادات الحيوية؟

من أكبر الألغاز المحيطة بالتهاب ما حول الزرعات هو تشابهه مع التهاب دواعم السن، وهو مرض اللثة الذي يتطور حول الأسنان الطبيعية. تبدأ كلتا الحالتين بنفس أنواع البكتيريا الموجودة في الفم، لكنهما تستجيبان بشكل مختلف تمامًا للعلاج.

بالنسبة للأسنان الطبيعية، يمكن للمضادات الحيوية مع التنظيف الاحترافي الدوري أن تقضي على العدوى. أما حول زراعات الأسنان، فإن هذه الأدوية لا تنجح إلا في أقل من نصف الحالات. وحتى مع محاولة العلاج، قد يستمر تدهور عظم الفك.

على مدى العقدين الماضيين، ركز العلماء بشكل كبير على البكتيريا المسؤولة عن هذه العدوى. قرر الباحثون في مختبر كوتساكيس التحقيق في عامل آخر محتمل: مادة الزرع نفسها.

أظهرت دراستهم أن البكتيريا المتراكمة على أسطح الزرعات تكون أغشية حيوية حمضية تلحق الضرر بالتيتانيوم ببطء. ومع مرور الوقت، يمكن أن يُطلق هذا التآكل مليارات الجسيمات المعدنية المجهرية، أصغر من خلية دم حمراء.

قد تتساقط جزيئات التيتانيوم أثناء تنظيف الأسنان الروتيني. وهذا الأمر يثير القلق بشكل خاص عند استخدام أدوات مصممة للأسنان الطبيعية على زراعات الأسنان، لأنها قد تخدش سطح المعدن وتتلفه.

كيف تسيطر جزيئات التيتانيوم على الجهاز المناعي؟

بمجرد دخولها إلى اللثة، تجذب شظايا التيتانيوم الدقيقة سما بكتيريا يعرف باسم الليبوبوليسكاريد، والذي يغطي أسطحها. يشكل هذا المزيج هدفا خادعا للجهاز المناعي، مما يجعل الجسيمات تشبه بكتيريا كبيرة الحجم بشكل غير عادي يصعب هضمها.

تحاول الخلايا البلعمية، وهي خلايا الدم البيضاء المسؤولة عن ابتلاع وتدمير الكائنات الدقيقة الضارة، التهام هذه الجزيئات. ولكن نظرا لعدم قدرة هذه الخلايا على هضم التيتانيوم، فإنها تبقى عالقة في حالة التهاب مفرط ومطولة.

ونتيجة لذلك، تنتج الخلايا البلعمية كميات كبيرة من جزيئات الإشارة الالتهابية، بما في ذلك إنترلوكين-1 بيتا. ويرتبط هذا البروتين أيضا بالعمليات الالتهابية المصاحبة لالتهاب المفاصل الروماتويدي ومرض الزهايمر.

يؤدي رد الفعل المناعي الناتج إلى تآكل تدريجي للعظم الداعم لزرعة الأسنان. وفي الوقت نفسه، تصبح الخلايا البلعمية أقل فعالية في مكافحة البكتيريا التي تسببت في العدوى في المقام الأول.

كشفت التجارب المخبرية عن مدى تضرر دفاعاتهم. فقد ابتلعت الخلايا البلعمية الكبيرة المعرضة لجزيئات التيتانيوم أقل من نصف عدد البكتيريا التي ابتلعتها الخلايا المناعية التي لم تتعرض لهذه الجزيئات.

قال كوتساكيس: «هذه الجسيمات عبارة عن مغناطيسات صغيرة تجذب السموم البكتيرية، وتسيطر على جهاز المناعة، مما يمنعه من القضاء على البكتيريا. إنها حالة مثالية تتحدى المضادات الحيوية».

بعد الكشف عن كيفية تعطيل جزيئات التيتانيوم للدفاعات المناعية، قام الباحثون بدراسة المسار الجزيئي المسؤول عن رد الفعل الضار.

وقد أرجعوا هذه العملية إلى TRPC1، وهو قناة كالسيوم (بنية بروتينية متخصصة تشكل مسامًا داخل أغشية الخلايا) موجودة في البلاعم. وتلعب هذه القناة دورا محوريا في الاستجابة الالتهابية التي تحفزها جزيئات التيتانيوم والسموم البكتيرية.

لاختبار أهميته، استخدم الفريق فئرانا معدلة وراثيًا تفتقر إلى TRPC1. عندما تعرضت هذه الحيوانات لنفس مزيج جزيئات التيتانيوم والبكتيريا، استجابت أجهزتها المناعية بشكل أكثر فعالية.

أظهرت الفئران خراجات أصغر حجما بشكل ملحوظ، وأنتجت جزيئات إشارات التهابية أقل، واستعادت قدرتها على التخلص من البكتيريا. وقد أدى تعطيل القناة إلى منع عملية المرض المدمرة التي لوحظت عند وجود TRPC1.

أشارت النتائج إلى نهج جديد محتمل لعلاج التهاب ما حول الزرعات عن طريق استهداف استجابة الجهاز المناعي بدلا من الاعتماد بشكل حصري على المضادات الحيوية.

بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة، يقوم كوتساكيس وزملاؤه الآن بتقييم الأدوية المحتملة التي تعمل على نفس المسار الجزيئي في الخلايا البشرية.

لماذا يعد تنظيف زراعات الأسنان بشكل صحيح أمرا بالغ الأهمية؟

على الرغم من أن البحث يفتح الباب أمام العلاجات المستقبلية، إلا أنه يعزز أيضا إجراء وقائيا مهمًا للأشخاص الذين لديهم بالفعل غرسات أسنان.

يعد التنظيف الاحترافي المنتظم أقوى وسيلة معروفة للوقاية من التهاب ما حول الزرعات. ومع ذلك، فإن الأدوات والتقنيات المستخدمة خلال هذه الجلسات يمكن أن تُحدث فرقا كبيرا.

حتى قبل عقد من الزمن تقريبًا، كان العديد من أطباء الأسنان ينظفون زراعات الأسنان بشكل روتيني باستخدام نفس أدوات التنظيف المعدنية المستخدمة لإزالة الترسبات من الأسنان الطبيعية.

لكن الأبحاث التي أجراها فريق جامعة روتجرز وعلماء آخرون أثبتت منذ ذلك الحين أن هذه الأدوات قد تُلحق الضرر بأسطح التيتانيوم وتسبب تآكلها، مما قد يؤدي إلى إطلاق جزيئات إضافية وتسريع تفاقم المرض.

أصبحت طرق التنظيف غير الكاشطة اليوم ممارسة معيارية، مما يساعد على حماية أسطح الزرعات مع تقليل خطر حدوث مضاعفات.

من خلال الكشف عن كيفية تداخل التيتانيوم المتآكل مع الدفاعات المناعية، تقدم النتائج تفسيرا جديدا لسبب صعوبة علاج بعض التهابات زراعة الأسنان، وتحدد اتجاها واعدا لتطوير علاجات أكثر فعالية.