Investigation of oxidative stress occurrence, causes and harmful effects induced by the use of fixed orthodontic appliances
Slovensko-hrvatski bilateralni projekt; Voditelji projekta: Jasmina Primožić (Slo) i Gordana Čanadi Jurešić (Hr)
Datum početka: 2. listopad 2020.
Datum završetka: 1. listopad 2023.
Sažetak:
U usnoj se šupljini djelovanjem sline promjenjivog pH, žvačnih i ortodontskih sila, te mikroorganizama utječe na strukturnu i kemijsku stabilnost dentalnih naprava čiji se metalni elementi (bravice, cjevčice, prstenovi i žice) izrađuju od plemenitoga čelika te legura Cr, Ni, Ti, Fe i Mo. Ti su metalni elementi u stalnom međudjelovanju s oralnom sluznicom te se vodom iz sline ispiru ioni iz metalnih žica, osobito iona Ni, Fe i Cr. Kvasac Saccharomyces cerevisiae posjeduje efikasne mehanizme za uklanjanje toksičnosti raznovrsnih metala i može preživjeti različite stresne uvjete što ga čini idealnim modelnim organizmom za proučavanje mehanizama odgovora na stres izazvan metalima. Izlaganje kvasca S. cerevisiae ionima metala (kao što su Fe i Ni) dovodi do stvaranja slobodnih radikala i izazivanja oksidativnog stresa. Mitohondriji su središnja organela za proizvodnju reaktivnih kisikovih vrsta i brojnih drugih štetnih reaktivnih spojeva i svaka će se promjena na mitohondrijima reflektirati na rad cjelokupne stanice. Budući da su mitohondriji važni u mnogim staničnim procesima i u razvoju mnogih bolesti, istraživanja na nivou proteina (i mitohondrijskih i staničnih), kao ključnih molekula u tim procesima, je neprocjenjiva. U ovom će se istraživanju pratiti (toksični) utjecaj iona metala iz dentalnih naprava (prvenstveno žica i bravica) koje se tijekom terapije ispiru iz njih, na kvasac Saccharomyces cerevisiae. Kvasac će se tretirati bilo „ekstraktom“ žica ili metalnim ionima (Ni2+ ili Ti4+) u koncentracijama koje su utvrđene da se otpuštaju iz žica. Očekuje se učinak tih iona na nivou cijelih stanica (što će se utvrditi praćenjem metaboličke aktivnosti, promjenama oksidativnog statusa, funkcionalnosti mitohondrija preko metaboličke izmjene: glikoliza/mitohondrijska respiracija) te na nivou mitohondrija, promjenom u proteinskom izričaju (i u broju identificiranih, ali i u broju proteina s povećanim/smanjenim izričajem).
Ciljevi projekta:
1. Odrediti promjene u sastavu redoks-aktivnih metala s površine fiksnih ortodontskih naprava po završetku terapije
2. Utvrditi oksidativna oštećenja DNA nastalih na stanicama humanih gingivalnih fibroblasta u simuliranim uvjetima ortodontske terapije
3. Odrediti model apliciranja metalnih iona na stanice (kvasca ili staničnih linija), što sličniji realnim uvjetima (usne šupljine).
4. Utvrditi učinak metalnih iona (ekstrahiranih iz metalnih dijelova ortodontskih naprava ili dodavanih pojedinačno u obliku soli) na vitalnost i metaboličku aktivnost stanica kvasca
5. Odrediti učinak metalnih iona na funkcionalnost mitohondrija i oksidativni status stanica kvasca
6. Proteomskom analizom utvrditi stresni odgovor cijelih stanica na metalne ione (promjenama u broju i izričaju sintetiziranih proteina).
7. Utvrditi stresni odgovor mitohondrija na metalne ione proteomskom analizom (promjenama u broju i izričaju sintetiziranih proteina).
8. Izraditi procjenu rizičnosti korištenja fiksnih otodontskih naprava
Diseminacija:
Znanstveni radovi
Primožič, Jasmina; Poljšak, Borut; Jamnik, Polona; Kovač, Vito; Čanadi Jurešić, Gordana; Špalj, Stjepan; Risk Assessment of Oxidative Stress Induced by Metal Ions Released from Fixed Orthodontic Appliances during Treatment and Indications for Supportive Antioxidant Therapy: A Narrative Review // Antioxidants, 10 (2021), 9; 1359, 17 doi:10.3390/antiox10091359 (pregledni rad, znanstveni)
Dežulović, Lara; Čanadi-Jurešić Gordana; Potencijalna toksičnost titanija // Medicina Fluminensis, 57 (2021), 4; 341-355 doi:10.21860/medflum2021_264888 (pregledni rad, znanstveni)
Kongresna priopćenja
1. Dežulović, Lara; Sabadi, Domagoj; Šaravanja, Izabela; Katić, Višnja; Čanadi Jurešić, Gordana; Koliko su toksične ortodontske naprave? // Sanitas- Knjiga sažetaka / Vratović, Leana ; Kancijan, Barbara ; Špeh, Gabrijela (ur.). Rijeka: FOSS MedRi, 2021. str. 45-45 (poster)
2. Dežulović, Lara; Žigante, Martina; Špalj, Stjepan; Primožič, Jasmina; Ćurko-Cofek, Božena; Čanadi Jurešić, Gordana; Toxicity of metal ions released from orthodontic archwires and brackets on the Saccharomyces cerevisiae yeast as a model organism // Acta Stomatologica Croatica; Rovinj, Hrvatska, 2021. – (poster)
3. Primožič, Jasmina; Poljšak, Borut; Jamnik, Polona; Kovač, Vito; Čanadi Jurešić, Gordana; Špalj, Stjepan; Oxidative stress induced by orthodontic treatment and supportive antioxidant therapy // 2nd Congress of Faculty of Dental Medicine University of Rijeka, Rijeka, Hrvatska, 2021. (poster)
4. Orešić, Sunčana; Durgo, Ksenija; Fiket, Željka; Zibar Belašić, Tihana; Čanadi Jurešić, Gordana; Cytotoxic and genotoxic effects of metal ions eluted from orthodontic appliances to human cell lines // Book of Abrstracts, Limassol, Cipar, 2022. str. 228 (poster)
5. Sabadi, Domagoj; Dežulović, Lara; Čanadi Jurešić, Gordana; Orthodontic brackets and bands – a source of harmful metal ions? // Book of Abstracts of the Congress of the Croatian Society of Biochemistry and Molecular Biology HDBMB22: From Science to Knowledge / Dulić, Morana ; Sinčić, Nino ; Vrhovac Madunić, Ivana (ur.). Zagreb: Croatian Society of Biochemistry and Molecular Biology, 2022. str. 77 (poster)
6. Orešić, Sunčana; Durgo, Ksenija; Fiket, Željka; Čanadi Jurešić, Gordana; Prooxidative effects of metal ions eluted from orthodontic appliances to human cell lines // From Science to Knowledge HDBMB 2022 – Book of Abstracts / Dulić, Morana ; Sinčić, Nino ; Vrhovac Madunić, Ivana (ur.). Zagreb: Croatian Society of Biochemistry and Molecular Biology, 2022. str. 75 (poster)