Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Tribologie orale in vitro“

ZUSAMMENFASSUNGDer Basophilen-Aktivierungstest ermöglicht es, in vitro die Reaktion der basophilen Granulozyten auf ein spezifisches Allergen zu untersuchen. In Ergänzung zur Anamnese, Pricktest und Nachweis von spezifischem IgE kann ein Basophilen-Aktivierungstest zusätzlichen diagnostischen Wert haben. Dieses ist der Fall, wenn eine Provokationstestung aufgrund einer hohen Anaphylaxie-Gefahr vermieden werden sollte und ein entsprechender spezifischer IgE-Antikörpertest nicht verfügbar ist. Vielversprechende Ergebnisse konnten bereits für einige Formen der Nahrungsmittelallergie gezeigt werden. Aktuell stehen einer breiten Anwendbarkeit des Basophilen-Aktivierungstests insbesondere die fehlende Standardisierung, die vielfältigen Einflussfaktoren auf das Testergebnis sowie ein relevanter Anteil von falsch-negativen Ergebnissen durch Nonrespondern entgegen. Zukünftige Forschung und Teststandardisierung können dazu beitragen, den diagnostischen Herausforderungen gerecht zu werden.

La chirurgie osseuse pré-implantaire en chirurgie orale permet de reconstruire les atrophies des maxillaires en rapport avec des processus traumatiques, infectieux ou tumoraux. Dans ce contexte, le biomatériau idéal reste l’os autogène mais les biomatériaux (d’origine naturelle ou synthétique) permettent de limiter la morbidité liée aux prélèvements osseux et de simplifier ces interventions chirurgicales. Dans cet article, nous illustrons l’apport récent de l’impression 3D dans ce contexte pour traiter des défauts osseux de forme complexe ou pour créer des modèles anatomiques servant à planifier les interventions. Enfin, les perspectives apportées par l’ingénierie tissulaire et la bioimpression (création de modèles in vitro complexes) sont détaillées.

Mycoplasma contamination detrimentally affects cellular functions and the growth of intracellular pathogens in cell cultures. Although several mycoplasmacidal agents are commercially available for sterile cell cultures, they are not applicable to rickettsia-infected cells. In our attempt to find an anti-mycoplasma drug for contaminated rickettsial cultures, we determined the susceptibilities of three common Mycoplasma species to daptomycin. Mycoplasma orale and M. arginini showed low-level resistance to daptomycin (minimum inhibitory concentration, MIC = 2 mg/L), whereas M. hyorhinis was high-level resistant (MIC = 32 mg/L). However, some Mycoplasma isolates developed higher resistance to daptomycin after failed treatments with inadequate doses or durations. An aminoglycoside (gentamicin) was still active against M. hyorhinis and could be used in Orientia cultures. For complete eradication of mycoplasmas in Rickettsia cultures, we recommend a 3-week treatment with daptomycin at 256 mg/L. In contaminated Orientia cultures, daptomycin at 32 mg/L was effective in eradicating M. orale, whereas either gentamicin or amikacin (100 mg/L) was effective in eradicating M. hyorhinis. Unlike each drug alone, the combinations of daptomycin plus clindamycin and/or quinupristin/dalfopristin proved effective in eradicating M. hyorhinis. In summary, our study demonstrated the in vitro anti-mycoplasma activity of daptomycin and its application as a new mycoplasma decontamination method for Rickettsia and Orientia cultures.

ZusammenfassungMethylenblau (MB) ist in Abhängigkeit von den Bedingungen sowohl Pro- als auch Antioxidans, es beeinflusst den mitochondrialen Elektronentransport und verbessert den hämodynamischen Status. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts wurde es in der Behandlung von Malaria und Psychosen eingesetzt. MB überwindet die Blut-Hirn-Schranke und ist heute ein vielversprechender Kandidat für die Therapie neurodegenerativer und psychischer Erkrankungen. Weitere Indikationen für die orale oder intravenöse Verabreichung sind z. B. Methämoglobinämie, Vasoplegisches Syndrom, Sepsis, Zyanidvergiftung und die Prävention postoperativer Adhäsionen. In vitro zeigt MB antivirale Wirkung gegen H1N1 und SARS-CoV-2. Bei Patienten mit G6PD-Mangel sowie bei SSRI-Einnahme ist ggf. mit schweren Nebenwirkungen von MB zu rechnen. Reversible Neurotoxizität kann Folge einer zu hohen Dosierung sein.

Zusammenfassung. Jeder vierte Erwachsene in der Schweiz ist gegen mindestens ein Lebensmittel sensibilisiert. Da nur 25–50 % der Sensibilisierten eine Nahrungsmittelallergie entwickeln, ist das ungezielte Einsetzen von Hauttests oder auf IgE-Antikörper-Nachweis basierten In-vitro-Tests im Sinne eines Nahrungsmittelallergie-Screenings unsinnig. Diese Testverfahren sollen erst bei Vorliegen einer suggestiven Anamnese einer Nahrungsmittelallergie veranlasst werden. Häufig kann die definitive Klärung der Relevanz einer Sensibilisierung gegen Lebensmittel erst durch die orale Provokationstestung erbracht werden. Die sogenannte Komponenten-spezifische Diagnostik, bei der nach IgE-Antikörpern gegen Einzelallergene gesucht wird, hilft bei gewissen Nahrungsmitteln, eine Risikobewertung der Sensibilisierung vorzunehmen. Die Verwendung von wissenschaftlich nicht validierten Testmethoden zur Diagnose einer Nahrungsmittelunverträglichkeit oder Allergie ist strikt abzulehnen, denn sie führt häufig zu nicht-indizierten und damit unsinnigen Diäten.

Mycoplasma, Acholeplasma, and Ureaplasma sp. are atypical bacteria responsible for in vitro cell culture contaminations that can warp the results. These bacteria also cause human and animal infections and may lead to chronic diseases. In developed polymerase chain reaction (PCR) in this study a quantitative PCR with SYBR Green I fluorochrome was applied to facilitate the Mycoplasma, Acholeplasma, and Ureaplasma sp. DNA detection and identification. Screening Test-1 v.1 (triplex qPCR) allowed for the detection of 11 species. Test-1 v.2 (three single qPCRs) pre-identified three subgroups, allowing for the reduction of using single qPCRs in Test-2 for species identification. The range of both tests was consistent with pharmacopeial requirements for microbial quality control of mammal cells and included detection of M. arginini, M. orale, M. hyorhinis, M. fermentans, M. genitalium, M. hominis, M. pneumoniae, M. salivarium, M. pirum, A. laidlawii, and U. urealyticum. Limit of detection values varied between 125–300 and 50–100 number of copies per milliliter in Test-1 and Test-2, respectively. Test-1 and Test-2 showed fully concordant results, allowed for time-saving detection and/or identification of selected species from Mycoplasma, Acholeplasma, and Ureaplasma in tested cell cultures.

ZusammenfassungHintergrund und ZieleDer orale Lichen planus (OLP) ist eine T‐Zell‐gesteuerte Erkrankung, welche die Lebensqualität der Betroffenen erheblich beeinträchtigt. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl zelluläre als auch humorale gegen Desmoglein (Dsg) 1 und 3 gerichtete Mechanismen an der Pathogenese des OLP beteiligt sein könnten. Hier sollen die Häufigkeit des Auftretens und die pathologische Bedeutung von Anti‐Dsg‐Antikörpern anhand einer großen Kohorte von OLP‐Patienten analysiert werden.Material und MethodikMittels eines ELISA (enzyme‐linked immunosorbent assay) wurden Seren von OLP‐Patienten aus drei tertiären Referenzzentren auf Anti‐Dsg‐Antikörper untersucht. OLP‐Seren, die Anti‐Dsg‐Antikörper aufwiesen, wurden mittels Western Blot und Dispase‐basiertem Keratinozyten‐Dissoziations‐Assay (DDA) analysiert, um eine mögliche Bindungsstelle an der Dsg‐Ektodomäne zu identifizieren und ihre Pathogenität zu bewerten.ErgebnisseEs wurden Seren von 151 Patienten mit OLP untersucht, wobei vier Patienten (2,6%) mit erosivem Subtyp Antikörper gegen Dsg1 und/oder Dsg3 aufwiesen. Die Western‐Blot‐Analyse mit rekombinanten Dsg3‐Ektodomänen ergab hauptsächlich die Erkennung der Ektodomäne 5. Keines der vier Patientenseren führte im DDA mit spontan immortalisierten menschlichen Keratinozyten zur Akantholyse.SchlussfolgerungenDie Aktivierung der humoralen Immunität tritt vor allem bei Patienten mit erosivem OLP auf, wahrscheinlich aufgrund eines epitope spreadings. Da die OLP‐Serumantikörper in vitro keinen Effekt auf die interzelluläre Adhäsion haben, ist davon auszugehen, dass sie nicht ursächlich für die Krankheit sind, sondern eher eine Nebenerscheinung darstellen.

L’étude de la lubrification orale devient une problématique actuelle pour l’industrie agroalimentaire. Les analyses quantitatives permettent de comprendre et d’anticiper des mécanismes physiologiques, tels que la prédiction des phénomènes d’astringence des produits alimentaires. L’astringence se manifeste par une diminution de la lubrification de la muqueuse orale après la consommation de produits d’origine végétale. Cependant, les recherches actuelles sur la lubrification orale s’appuient sur des matériaux synthétiques qui représentent mal les tissus buccaux. Elles négligent les interactions entre les protéines salivaires sécrétées et les protéines transmembranaires, limitant ainsi la compréhension des mécanismes de lubrification.Cette thèse s’inscrit dans le projet MACARON qui vise à étudier le rôle de la muqueuse orale dans la perception sensorielle. Des modèles in vitro de muqueuse orale qui expriment la protéine transmembranaire MUC1 ont été développés pour simuler les interactions fondamentales entre MUC1 et les protéines salivaires. Ces interactions sont responsables de la lubrification et de l’hydratation des tissus. Par ailleurs, un tribomètre a été conçu pour effectuer des tests tribologiques in vitro sur ces modèles d’épithélium afin de suivre leur état de lubrification.Cette thèse se concentre ainsi sur l’étude des mécanismes moléculaires de la lubrification orale à travers une approche tribologique in vitro, en utilisant des paramètres physiques macro et micrométriques. Ce manuscrit propose en premier lieu une étude sur le rôle crucial de la mucine MUC1 et de sa structure dans la lubrification orale. La présence de MUC1 améliore la lubrification grâce à une meilleure rétention des protéines salivaires à la surface cellulaire. Ensuite, le manuscrit présente une exploration des mécanismes moléculaires de l’astringence. Les essais tribologiques in vitro en présence de composés astringents montrent que ces substances forment des agrégations à la surface épithéliale qui diminuent la lubrification orale. Parallèlement, nos travaux montrent que des mécanismes de protection, notamment la dissociation de MUC1 et l’interaction des protéines riches en proline avec les tanins, atténuent ces effets néfastes sur la lubrification.À travers une étude complémentaire, des corrélations entre la perception sensorielle et nos propriétés physiques mesurées sont établies, démontrant la capacité de notre méthodologie à classer des individus selon leur sensibilité à l’astringence. Enfin, la dernière étude présente le développement d’un nouveau modèle de muqueuse orale visant à reproduire les propriétés mécaniques et physico-chimiques de la muqueuse in vivo.Cette thèse propose une méthodologie innovante pour l’étude de la lubrification orale, en particulier en s’intéressant à des mécanismes responsables de la sensation d’astringence grâce à l’utilisation de modèles de muqueuse toujours plus proches des tissus oraux physiologiques
The study of oral lubrication has become a current concern for the food industry. Quantitative analyses allow for understanding and anticipating physiological mechanisms, such as predicting astringency phenomena in food products. Astringency is characterized by a decrease in oral mucosa lubrication following the consumption of plant-based products. However, current research on oral lubrication relies on synthetic materials that poorly represent oral tissues, neglecting interactions between secreted salivary proteins and transmembrane proteins, thus limiting the understanding of lubrication mechanisms. This thesis is part of the MACARON project, which aims to investigate the role of oral mucosa in sensory perception. In vitro models of oral mucosa expressing the transmembrane protein MUC1 have been developed to simulate fundamental interactions between MUC1 and salivary proteins responsible for tissue lubrication and hydration. Additionally, a tribometer has been designed to perform in vitro tribological tests on these epithelial models to monitor their lubrication state. Thus, this thesis focuses on studying the molecular mechanisms of oral lubrication through an in vitro tribological approach, using macro- and micrometric physical parameters. Firstly, this manuscript provides a study on the crucial role of MUC1 mucin and its structure in oral lubrication. The presence of MUC1 enhances lubrication by improving the retention of salivary proteins on the cell surface. Secondly, the manuscript explores molecular mechanisms of astringency. In vitro tribological tests in the presence of astringent compounds show that these substances form aggregations on the epithelial surface, reducing oral lubrication. Concurrently, our work demonstrates protective mechanisms, including the dissociation of MUC1 and the interaction of proline-rich proteins with tannins, mitigating these adverse effects on lubrication. Through additional study, correlations between sensory perception and our measured physical properties are established, demonstrating the ability of our methodology to classify individuals based on their sensitivity to astringency. Finally, the last study presents the development of a new oral mucosa model aiming to reproduce mechanical and physicochemical properties of in vivo mucosa. This thesis proposes an innovative methodology for studying oral lubrication, particularly focusing on mechanisms responsible for astringency sensation through the use of mucosa models increasingly closer to physiological oral tissues

Nell’ultimo decennio il mercato clandestino delle droghe d’abuso ha visto la nascita, prima, e l’affermazione, poi, di sostanze sintetiche molto più pericolose delle droghe tradizionali. Nel 2012 la Commission on Narcotic Drugs le ha classificate con il termine di NPS o “Nuove Sostanze Psicoattive”, legalmente commercializzate come profumatori ambientali denominati “Spice”. Risultati chimico-tossicologici hanno evidenziato la presenza, in questi prodotti, di cannabinoidi sintetici particolarmente affini ai recettori dei cannabinoidi CB1. Obiettivo della Ricerca è stato quello di valutare la stabilità strutturale di queste molecole quando sottoposte ad un cambiamento dello stato fisico dovuto alle alte temperature raggiunte durante il processo di fumo. L’attenzione è stata richiamata dalla saliva, matrice biologica immediatamente interessata nel processo di fumo, caratterizzata da prelievo non invasivo e che ha permesso l’ottenimento di dati certi e ripetibili in spettrometria di massa ad alta risoluzione. La struttura altamente lipofilica delle molecole impone l’uso di contenitori in vetro, al fine di evitarne l’adsorbimento sulla superficie delle provette in polipropilene, mentre la temperatura di conservazione a cui è sottoposta la matrice biologica influisce sulla potenziale degradazione dei cannabinoidi sintetici ad opera degli enzimi salivari e/o microbici. I risultati ottenuti evidenziano una stabilità strutturale certa delle molecole sottoposte ad indagine, ma il dato analitico ottenuto, utilizzabile sia in ambito clinico che forense, deve rispettare un rigido protocollo analitico/strumentale.
In the last decade the illegal drug market has seen the birth, first, and the affirmation, then, of synthetic substances much more dangerous than traditional drugs. In 2012 the Commission on Narcotic Drugs classified them under the term NPS or "New Psychoactive Substances", legally marketed as environmental fragrances named "Spice". Chemical-toxicological results have highlighted the presence, in this products, of synthetic cannabinoids particularly affine to CB1 cannabinoid receptors. The aim of the research was to evaluate the structural stability of these molecules when subjected to a change of the physical state due to the high temperatures reached during the smoking process. The attention was drawn to saliva, the biological matrix immediately involved in the smoking process, characterized by non-invasive sampling and which allowed obtaining reliable and repeatable data in high-resolution mass spectrometry. The highly lipophilic structure of the molecules requires the use of glass containers, in order to avoid adsorption on the surface of polypropylene tubes, while the storage temperature to which the biological matrix is subjected influences the potential degradation of synthetic cannabinoids by salivary and/or microbial enzymes. The results obtained show a certain structural stability of the molecules under investigation, but the analytical data obtained, usable both in the clinical and forensic field, must comply with a strict analytical/instrumental protocol.

La performance du couple prothétique tête fémorale/cupule impacte fortement la durée de vie d’une prothèse totale de hanche. Les céramiques affichent une excellente combinaison de propriétés de biocompatibilité, mécaniques et tribologiques. Les composites ZTA formés d’une matrice d’alumine renforcée en zircone sont optimisés pour offrir le meilleur compromis de dureté, stabilité chimique, ténacité et résistance mécanique. La prédiction de la performance de ces matériaux doit prendre en compte les trois principaux modes de dégradation identifiés en configuration céramique/céramique (CoC) : le choc avec décoaptation, le frottement et le vieillissement à basse température. Ces modes sont susceptibles d’être simulés in vitro à partir de tests expérimentaux, respectivement, sur une machine de chocs, un simulateur de marche et en autoclave. L’objectif de ce projet est de combiner ces tests afin de mieux résoudre l’équation in vitro = in vivo. Les chocs dominent les processus de dégradation avec la formation de bandes d’usure. Le matériau testé a montré une excellente résistance au vieillissement. La dégradation induite par le test d’usure standard sur simulateur de marche est négligeable et pose la question de la pertinence de ce test pour les couples CoC. L’importance de la prise en compte des chocs dans les tests expérimentaux a été confortée grâce à une analyse d’explants. Une transformation de phase de la zircone a été mécaniquement induite dans les bandes d’usure créées in vitro et in vivo. Un mécanisme de dégradation a été suggéré au sein de ces bandes. La réponse du matériau est en partie déterminée par la force appliquée au cours des chocs
The performance of the prosthetic couple (femoral head/cup) influences strongly the lifetime of a total hip prosthesis. Ceramics exhibit an excellent combination of biocompatibility, mechanical resistance and tribological properties. Zirconia toughened alumina (ZTA) composites are made of an alumina matrix and well dispersed zirconia particles. They are tailored in order to offer the best compromise of hardness, chemical stability, toughness and mechanical resistance. The prediction of the performance of such materials must take into consideration the three main sources of degradation identified for Ceramic-on-Ceramic (CoC) bearings: shocks due to micro-separation, friction and low temperature degradation (LTD). Experimental tests on a shock machine, a hip-walking simulator and in an autoclave are able to simulate in vitro each of these sources of degradation, respectively. The aim of the project is to combine these tests in order to solve better the equation in vitro = in vivo. Shocks dominate the processes of degradation with the formation of wear stripes. The tested material showed an excellent resistance to LTD. The damage induced by the standard wear test on a hip-walking simulator is negligible, which raises the question about the relevance of this test for CoC couplings. An analysis of explants confirmed the decisive role of shocks in experimental tests. Zirconia phase transformation was mechanically induced within both in vitro and in vivo wear stripes. A degradation mechanism was suggested within the stripes. The material response is partly determined by the force applied during shocks

Negli ultimi anni, sono stati proposti nuovi composti/strumenti per mantenere la salute orale e/o per trattare diversi problemi dentali/parodontali. Come è noto, la carie dentale si pone tra le infezioni più diffuse ed una sua gestione impropria comporta lo sviluppo di malattie rilevanti ed eventualmente all'estrazione dell’elemento dentale. Una vasta letteratura documenta il ruolo patogenetico di diversi microorganismi che sono in grado di persistere nel cavo orale, in quanto capaci di organizzandosi come comunità microbica eterogenea (comprendente batteri, virus e funghi), adesa alle diverse superfici, strettamente racchiusa in una matrice polimerica di origine polisaccaridica. Tale comunità sessile, che se adesa ai denti è detta placca dentale, è notoriamente refrattaria non solo alle comuni procedure di pulizia con collutori e dentifrici/spazzolini, ma anche ai farmaci antimicrobici e alle difese immunitarie dell'ospite. Questo scenario si complica ulteriormente considerando che l’ampio uso di attacchi fissi o rimovibili nei trattamenti ortodontici espande la problematica e la conseguente sfida clinica, essendo tali dispositivi un ulteriore habitat utile per l'adesione microbica, la crescita e la formazione di biofilm. In misura simile, i pazienti con impianti dentali possono sviluppare localmente malattie legate alla produzione di biofilm impianto-associato, consentendo la progressione clinica verso quadri di perimucosite o perimplantite infettiva. Da qui, sorge la necessità di strumenti/composti innovativi per facilitare la rimozione di microrganismi potenzialmente patogeni e il mantenimento dell'omeostasi del cavo orale. Oltre ai patogeni orali più noti, tra cui il gruppo Streptococcus mutans e il "complesso rosso" dei bacilli anaerobi Gram-negativi, anche Candida albicans (C. albicans), Staphylococcus aureus (S. aureus) e Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) possono essere agenti eziologici di malattie orali. Il primo germe, spesso ospitato come commensale delle mucose sane, è il principale patogeno fungino coinvolto nella mucosite orale. Gli altri due sono patogeni molto subdoli, responsabili di malattie ad ampio spettro; considerati i loro numerosi fattori di virulenza e l’ampia farmaco-resistenza, S. aureus e P. aeruginosa sono ampiamente utilizzati per studi in vitro come preziosi prototipi di patogeni Gram-positivi e Gram-negativi. Lo scopo della presente tesi era di valutare in vitro ed ex vivo l'efficacia antimicrobica e antibiofilm di approcci innovativi contro i patogeni orali. Questa tesi ha fornito prove in vitro ed ex vivo sull'efficacia antimicrobica di composti nuovi e tradizionali per la cura e l’igiene del cavo orale, da cui possono derivare in prospettiva scelte più razionali e consapevoli. Ad esempio, un nuovo utilizzo del prodotto endodontico Cupral potrebbe essere proposto nelle pratiche di igiene quotidiana, così come potrebbe essere privilegiato il trattamento delle peri-implantiti con il sistema Bic-40, vista la sua particolare efficacia nella pulizia e nella decontaminazione di superfici lisce e ruvide in titanio, senza influire sulla vitalità delle cellule staminali dell’ospite. Inoltre, il nostro lavoro ha aggiunto nuove conoscenze sulle proprietà antimicrobiche di un composto naturale come la propoli e sui suoi possibili meccanismi d'azione, offrendo nuove opportunità nella ricerca di molecole antimicrobiche alternative. Infine, abbiamo dimostrato che il dentifricio e la gomma Biorepair Peribioma possono influenzare profondamente il comportamento dei microorganismi del cavo orale, a favore di condizioni utili al mantenimento dello stato di salute di questo distretto anatomico. Questo lavoro ha fornito nuove evidenze su come contrastare i patogeni, particolarmente se produttori di biofilm; facilitando il disegno di strategie mirate per la prevenzione e/o il trattamento delle infezioni dentali e orali associate al biofilm.
During recent years, novel compounds/tools are being proposed to maintain oral health and/or to treat dental/periodontal problems. As well known, dental caries are among the most diffused infections and their improper management turns towards relevant disease(s) and eventually tooth extraction. Extensive literature documents the pathogenic role of certain microorganisms and their ability to persist in the oral cavity, as a complex microbial community, including bacteria, viruses and fungi, tightly enclosed in a polymeric matrix of polysaccharide origin. Such sessile community, and particularly dental plaque, the first deeply studied human-associated biofilm, is notoriously refractory not only to common cleaning procedures by mouthwashes and tooth-pastes/brushes, but also to antimicrobial drugs and host immune defenses. This scenario becomes further complicated considering that the widely diffused orthodontic treatments, with fixed or removal brackets, extend the clinical challenge, being such devices an additional good habitat for microbial adhesion, growth and biofilm formation. To a similar extent, patients with dental implants may locally develop biofilm-related diseases, allowing clinical progression toward pathogen-related peri-mucositis or peri-implantitis. From here, the need arises for innovative tools/compounds to facilitate microbial removal and maintenance of oral cavity homeostasis. Besides the most investigated oral pathogens, including Streptococcus mutans-group and the “red complex” Gram-negative anaerobe bacilli, also Candida albicans (C. albicans), Staphylococcus aureus (S. aureus) and Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) may occur as causative agent of oral diseases. The first, often harbored as commensal of healthy mucosae, is the main fungal pathogen involved in oral mucositis. The latter two are subtle pathogens, responsible of wide-spectrum diseases; they are being extensively used for in vitro studies, because of their numerous virulence factors and wide-spectrum antimicrobial resistance. The aim of the present thesis was to evaluate in vitro and ex vivo, the antimicrobial and antibiofilm efficacy of innovative approaches against oral pathogens. Our data provided in vitro and ex vivo evidence on the antimicrobial efficacy of several dental-care compounds. A novel use of the endodontic product Cupral could be proposed in daily hygiene practices. The Bic-40 treatment was shown as the best approach in cleaning smooth and rough titanium surfaces (without altering their properties); importantly, its device-decontamination efficacy did not affect the biological properties of reparative stem cells. Furthermore, our work added new insights on the anti-microbial properties of a natural compound, such as propolis, and on its possible mechanisms of action. At last, we showed that the Biorepair Peribioma toothpaste and gum deeply affected oral microorganisms’ behavior, drastically impairing their ability to contaminate and produce plaque onto orthodontic devices; interestingly, replacement by beneficial microorganisms was observed. The overall take-home message from this research is that basic science may greatly increase our knowledge on how to counteract biofilm-producing pathogens; in turn, this will facilitate prevention and/or treatment of dental and oral biofilm-associated infections, making a huge difference in terms of health promotion.

Le but de ce travail a été de valider in vitro et in vivo une formulation d’insuline administrable par voie orale. Afin de permettre à l’insuline de franchir les barrières chimiques gastrointestinales (pH, enzymes) et physiques (épithélium intestinal), nous avons développé un système de double encapsulation. La première encapsulation permettant le passage de la barrière intestinale est réalisé à partir d’acide poly(lactique-co-glycolique) afin d’obtenir des nanoparticules par la méthode de double émulsion eau/huile/eau. La seconde encapsulation a consisté à intégrer ces nanoparticules dans une gélule gastrorésistante enrobée d’Eudragit® L100-55. Les nanoparticules (NP) synthétisées ont une taille moyenne de 165 ±4nm et un taux d’encapsulation de l’insuline de 95%. La toxicité a été évaluée par un test de viabilité sur une lignée de cellules intestinales, les Caco-2, en utilisant des concentrations de nanoparticules de 0 à 80 mg de PLGA/mL /cm2. Une toxicité apparaît mais à des doses supraphysiologiques. L’absorption des nanoparticules par les Caco-2 a été quantifiée par cytométrie en flux et visualisée par microscopie confocale. Il a été ainsi démontré que l’absorption des nanoparticules se fait selon un mécanisme clathrine-dépendant. Des rats diabétiques (STZ) ont reçu des NP par gavage sans qu’il y ait d’effet sur la glycémie, ce qui atteste que ces NP ne sont pas gastrorésistants, d’où la nécessité de la gélule entérique. Les administrations d’insuline en solution, faites par voie intraduodénale, n’ont aucun effet sur la glycémie, en revanche, l’insuline encapsulée administrée de la même façon induit une normoglycémie au bout de 8h. La biofonctionnalité intestinale des NP a été évaluée en administrant de l’insuline par voie intrapéritonéale et de l’insuline encapsulée par voie intraduodénale à des rats diabétiques et la biodisponibilité après administration par ces mêmes voies de peptide-C. La biofonctionnalité est d’au moins 20% et la biodisponibilité de 6,3%. La lyophilisation et le compactage des nanoparticules ont permis de les inclure dans les gélules entériques et de débuter des tests de glycémie après administration orale. Les procédures de synthèse utilisées permettent d’obtenir des NP absorbables par un épithélium intestinal in vitro et qui sont biofonctionnelles après administration intraduodénale. Cette nouvelle formulation de l’insuline semble être une approche prometteuse pour l’administration d’insuline administrable par voie orale
The purpose of this study was to develop a new formulation of oral insulin. Normally, peptide hormones like insulin are given by parenteral injections routes because they are destroyed by the acid and proteolytic enzymes in stomach and intestine. Our project focuses on insulin double encapsulation for oral administration. The first system of encapsulation of insulin is based on Poly(Lactide-co-Glycolide) Acid (PLGA) nanoparticles. This should allow the uptake and the transport across mucosal intestinal barrier. These nanoparticles are put in a gastroresistant capsule made of Eudragit® L100-55. After synthesis, the size of nanoparticles is 165 ±4 nm and the rate of encapsulation is around 95%. In vitro, the absorption has been quantify by flow cytometry and visualized by confocal microscopy. A clathrin dependant endocytosis pathway mechanism has been demonstrated. In vivo, the biofunctionnality of the nanoparticles was evaluated after subcutaneous injections. After nanoparticles gastric force feeding no effect was seen on the glycemia because nanoparticles are not gastroresistant. We measured the kinetic of the glycemia and the biofunctionnality of NP in streptozotocin-induced diabetic rats after intra-duodenal injections of insulin nanoparticles and intraperitoneal injections of insulin. The bioavaibility was evaluated after quantification of the C-peptidemia after intra-peritoneal injections of C-peptide and after intraduodenal injections of the same quantity of encapsulated C-peptide. Intraduodenal injections of insulin nanoparticles induce a significant decrease of glycemia 8h after injection. In comparison with intra-peritoneal injections, results showed that nanoparticles’ biofunctionnality is at less 20% and the biodisponibility is 6,3%. PLGA insulin-loaded nanoparticles are efficient and the biological effect of insulin is preserved. These polymeric particles allow the absorption of insulin through intestinal mucosa into the bloodstream. Thus this new delivery insulin formulation seems to be an interesting approach

Les archaea constituent l'un des quatre domaines connus du vivant. Contrairement à ce que leur nom laisse supposer, elles ont colonisé tous les écosystèmes et les microbiotes de certains hôtes dont l'Homme. Chez l'homme, certaines espèces d'archaea méthanogènes ont été associées aux muqueuses orale, intestinale et vaginale. Ces archaea méthanogènes sont des procaryotes anaérobies stricts et leurs conditions de culture restent fastidieuses et très mal connues. Quatre archaea methanogènes seulement ont été isolées à partir de prélèvements humains y compris dans le microbiote digestif Methanobrevibacter smithii détectée dans 95,7% des individus, Methanosphaera stadtmanae retrouvée chez environ un tiers des individus et plus récemment dans notre laboratoire Methanomassilicoccus luminyensis détectée en moyenne chez 4% des individus avec une prévalence liée à l'âge ; et dans le microbiote orale Methanobrevibacter oralis isolée à partir de la plaque dentaire
Archaea is one of four known domains of life. Unlike what their name suggests, they some species of methanogenic archaea have been associated with oral, vaginal and intestinal mucosa. These methanogenic archaea are obligate anaerobic prokaryotes and their culture conditions are fastidious and very poorly known. Only four methanogenic archaea have been isolated from human samples including the digestive microbiota; Methanobrevibacter smithii detected in 95.7% of individuals Methanosphaera stadtmanae found in approximately one third of individuals and more recently in our laboratory Methanomassilicoccus luminyensis detected on average in 4% of individuals with a prevalence of age-related, and in the oral microbiota Methanobrevibacter oralis isolated from dental plaque