Bacteriën evolueren voortdurend om te overleven, wat geweldig is voor hen en minder geweldig voor iedereen die ooit antibiotica nodig heeft gehad. Een belangrijk gevolg van deze meedogenloze aanpassing is dat veel schadelijke microben resistent worden tegen antibiotica en ontsmettingsmiddelen, wat ernstige uitdagingen oplevert voor de geneeskunde en de volksgezondheid. Maar niet alle bacteriën zijn gevaarlijk. Sterker nog, veel zijn essentieel om het menselijk lichaam gezond te houden, en daarom onderzoeken wetenschappers nu of het mogelijk is om bacterieel gedrag te beïnvloeden in plaats van simpelweg bacteriën te vernietigen. Radicaal idee, we weten het.
In de menselijke mond communiceren bacteriën bijna constant - ongeveer 700 bacteriesoorten leven daar, en veel wisselen chemische boodschappen uit via een proces dat quorum sensing wordt genoemd. Sommige van deze microben communiceren met signaalmoleculen die bekend staan als N-acyl homoserine lactonen (AHL's), wat klinkt als iets dat een chemicus naar een vergeten Griekse god heeft vernoemd. Onderzoekers van het College of Biological Sciences en de School of Dentistry gingen onderzoeken hoe deze bacteriële signalen het orale microbioom vormgeven en of het onderbreken van die signalen kan helpen schadelijke plaquevorming te voorkomen terwijl gezonde bacteriën behouden blijven. Hun bevindingen, gepubliceerd in npj Biofilms and Microbiomes, zouden uiteindelijk behandelingen ver buiten de tandheelkunde kunnen beïnvloeden.
Het onderzoeksteam ontdekte verschillende belangrijke patronen in hoe mondbacteriën met elkaar omgaan. "Tandplak ontwikkelt zich in een volgorde, net als een bosecosysteem," zei Mikael Elias, universitair hoofddocent aan het College of Biological Sciences en senior auteur van de studie. "Pioniersoorten zoals Streptococcus en Actinomyces zijn de eerste kolonisten in eenvoudige gemeenschappen - ze zijn over het algemeen onschadelijk en worden geassocieerd met een goede mondgezondheid. Steeds diversere late kolonisten omvatten de 'rode complex'-bacteriën zoals Porphyromonas gingivalis, die sterk worden geassocieerd met parodontitis. Door de chemische signalen die bacteriën gebruiken om te communiceren te verstoren, zou men de plaquegemeenschap kunnen manipuleren om in de gezondheidsfase te blijven of terug te keren."
De onderzoekers ontdekten ook dat zuurstof een verrassend belangrijke rol speelt bij het bepalen hoe deze bacteriële boodschappen de plaquegroei beïnvloeden. "Wat bijzonder opvallend is, is hoe de beschikbaarheid van zuurstof alles verandert," zei hoofdauteur Rakesh Sikdar. "Toen we AHL-signalering blokkeerden onder aerobe omstandigheden, zagen we meer gezondheidsgeassocieerde bacteriën. Maar toen we AHL's toevoegden onder anaerobe omstandigheden, bevorderden we de groei van ziekte-geassocieerde late kolonisten. Quorum sensing kan heel verschillende rollen spelen boven en onder de tandvleesrand, wat grote gevolgen heeft voor hoe we de behandeling van parodontitis benaderen." Deze ontdekking suggereert dat bacteriële communicatie anders werkt, afhankelijk van waar bacteriën in de mond leven, wat een goede herinnering is dat locatie er zelfs voor microben toe doet.
De volgende fase van het onderzoek zal onderzoeken hoe bacteriële signalering verschilt in verschillende delen van de mond en bij mensen met verschillende stadia van parodontitis. "Begrijpen hoe bacteriële gemeenschappen communiceren en zich organiseren, kan ons uiteindelijk nieuwe hulpmiddelen geven om parodontitis te voorkomen - niet door de oorlog te verklaren aan alle mondbacteriën, maar door strategisch een gezond microbiëel evenwicht te handhaven," zei Elias. Onderzoekers hopen dat deze strategie uiteindelijk kan worden uitgebreid tot buiten de mondgezondheid. Onevenwichtigheden in het microbioom, bekend als dysbiose, zijn in verband gebracht met talrijke ziekten in het hele lichaam, waaronder bepaalde vormen van kanker. Wetenschappers hopen dat deze bevindingen de basis kunnen leggen voor toekomstige therapieën die microbiële gemeenschappen naar gezondere toestanden leiden in plaats van bacteriën volledig te elimineren. Financiering voor de studie werd verstrekt door de National Institutes of Health.