Бактерии постоянно эволюционируют, чтобы выжить, что отлично для них и не очень для тех, кому когда-либо требовались антибиотики. Одним из главных последствий этой неустанной адаптации является то, что многие вредные микробы становятся устойчивыми к антибиотикам и дезинфицирующим средствам, создавая серьезные проблемы для медицины и общественного здравоохранения. Но не все бактерии опасны. На самом деле многие из них необходимы для поддержания здоровья человеческого организма, поэтому ученые сейчас изучают, возможно ли влиять на поведение бактерий, а не просто пытаться уничтожить их полностью. Радикальная идея, знаем.

Внутри человеческого рта бактерии находятся в почти постоянном общении — там обитает около 700 видов бактерий, и многие обмениваются химическими сообщениями через процесс, называемый кворум-сенсингом. Некоторые из этих микробов общаются с помощью сигнальных молекул, известных как N-ацилгомосеринлактоны (АГЛ), что звучит как нечто, названное химиком в честь забытого греческого бога. Исследователи из Колледжа биологических наук и Школы стоматологии решили выяснить, как эти бактериальные сигналы формируют оральный микробиом и может ли прерывание этих сигналов помочь предотвратить вредное образование зубного налета, сохраняя при этом здоровые бактерии. Их результаты, опубликованные в npj Biofilms and Microbiomes, могут в конечном итоге повлиять на методы лечения, выходящие далеко за пределы стоматологии.

Исследовательская группа обнаружила несколько важных закономерностей во взаимодействии бактерий полости рта. «Зубной налет развивается последовательно, подобно лесной экосистеме», — сказал Микаэль Элиас, доцент Колледжа биологических наук и старший автор исследования. «Виды-пионеры, такие как Streptococcus и Actinomyces, являются первыми поселенцами в простых сообществах — они в целом безвредны и связаны с хорошим здоровьем полости рта. Все более разнообразные поздние колонизаторы включают бактерии „красного комплекса“, такие как Porphyromonas gingivalis, которые сильно связаны с пародонтитом. Нарушая химические сигналы, которые бактерии используют для общения, можно манипулировать сообществом налета, чтобы оно оставалось или возвращалось к своей здоровой стадии».

Исследователи также обнаружили, что кислород играет удивительно важную роль в определении того, как эти бактериальные сообщения влияют на рост налета. «Особенно поразительно то, как доступность кислорода меняет все», — сказал ведущий автор Ракеш Сикдар. «Когда мы блокировали АГЛ-сигнализацию в аэробных условиях, мы наблюдали больше бактерий, связанных со здоровьем. Но когда мы добавляли АГЛ в анаэробных условиях, мы стимулировали рост связанных с болезнью поздних колонизаторов. Кворум-сенсинг может играть очень разные роли выше и ниже линии десны, что имеет серьезные последствия для того, как мы подходим к лечению пародонтита». Это открытие предполагает, что бактериальная коммуникация работает по-разному в зависимости от того, где бактерии живут внутри рта, что является отличным напоминанием о том, что местоположение имеет значение даже для микробов.

Следующий этап исследования будет изучать, как бактериальная сигнализация различается в разных областях рта и у людей с разными стадиями пародонтита. «Понимание того, как бактериальные сообщества общаются и организуются, может в конечном итоге дать нам новые инструменты для предотвращения пародонтита — не путем войны со всеми оральными бактериями, а путем стратегического поддержания здорового микробного баланса», — сказал Элиас. Исследователи считают, что эта стратегия может быть в конечном итоге расширена за пределы здоровья полости рта. Дисбаланс микробиома, известный как дисбиоз, был связан с многочисленными заболеваниями по всему телу, включая некоторые виды рака. Ученые надеются, что эти результаты могут помочь заложить основу для будущих методов лечения, которые направляют микробные сообщества к более здоровым состояниям, а не устраняют бактерии полностью. Финансирование исследования было предоставлено Национальными институтами здравоохранения.