Η καθηγήτρια Wenjun Zhang από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ οραματίζεται ένα μέλλον όπου η καθημερινή φροντίδα των δοντιών με βούρτσισμα ή νήμα ίσως να μην είναι απαραίτητη. Η Zhang, ειδική στη χημική και βιομοριακή μηχανική, ερευνά τρόπους να ξεχωρίσει τα υγιή βακτήρια του στόματος από τα βλαβερά – αυτά που προκαλούν τερηδόνα – με στόχο να ενισχύσει τα πρώτα και να δημιουργήσει ένα προβιοτικό μικροβίωμα στόματος.
Το μικροβίωμα στόματος περιλαμβάνει εκατοντάδες διαφορετικά είδη βακτηρίων, πολλά από τα οποία σχηματίζουν κοινότητες που προσκολλώνται στα δόντια και δημιουργούν πλάκα. Προηγούμενες μελέτες επικεντρώθηκαν στο ποια είδη προκαλούν τερηδόνα παράγοντας οξέα που διαβρώνουν το σμάλτο. Ωστόσο, κάθε είδος μπορεί να έχει εκατοντάδες διαφορετικά στελέχη με ποικίλα χαρακτηριστικά, από τα πιο επιβλαβή έως τα πιο ουδέτερα ή ακόμη και ευεργετικά.
Αντί να εστιάζουν στα είδη ή τα στελέχη, η ομάδα της Zhang εξετάζει ολόκληρο το μεταγενωμικό DNA των βακτηρίων του στόματος, αναζητώντας ομάδες γονιδίων που σχετίζονται με την τερηδόνα. Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences, ανακάλυψαν μια τέτοια γονιδιακή ομάδα που παράγει δύο μόρια τα οποία βοηθούν την κοινότητα βακτηρίων – τόσο τα καλά όσο και τα κακά – να σχηματίσουν ισχυρά βιοφίλμ στα δόντια.
Αυτή η γονιδιακή ομάδα βρέθηκε σε μερικά αλλά όχι σε όλα τα στελέχη γνωστών επιβλαβών βακτηρίων, όπως το Streptococcus mutans, ο κύριος υπεύθυνος για την τερηδόνα. Η Zhang βλέπει την ευκαιρία να ενσωματώσει αυτή την ομάδα γονιδίων σε υγιή βακτήρια, ώστε να προσκολλώνται καλύτερα στα δόντια και να εκτοπίζουν τα βακτήρια που παράγουν οξέα.
Εξειδικευμένος μεταβολισμός και μόρια που «κολλάνε»
Η ομάδα της Zhang χρησιμοποίησε μια βάση δεδομένων με μεταγενωμικές αλληλουχίες από το μικροβίωμα του στόματος εθελοντών, αναζητώντας γονιδιακές ομάδες που συνδέονται με στοματικά νοσήματα. Η McKenna Yao, φοιτήτρια στο Berkeley, ανέλυσε στατιστικά τα δεδομένα και καλλιέργησε τα βακτήρια για να εντοπίσει τα παραγόμενα μεταβολίτες.
Οι μεταβολίτες αυτοί είναι μικρά μόρια – πεπτίδια και λιπίδια – που συνεργάζονται για να σχηματίσουν το βιοφίλμ της πλάκας. Το ένα μόριο λειτουργεί ως «κόλλα», ενώ το άλλο ως «νήμα», επιτρέποντας στα βακτήρια να σχηματίσουν αλυσίδες και ομάδες που κολλάνε στα δόντια. Αυτό καθιστά δυνατή τη δημιουργία μιας σταθερής μικροβιακής κοινότητας αντί να αιωρούνται μόνοι τους.
Η γονιδιακή ομάδα περιλαμβάνει περίπου 15 τμήματα DNA που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, ενισχυτές και παράγοντες μεταγραφής, λειτουργώντας σαν αυτόνομος μεταβολικός μηχανισμός. Αν και δεν είναι απαραίτητη για την επιβίωση των βακτηρίων, έχει σημαντική επίδραση στο περιβάλλον τους, όπως τα δόντια. Τέτοιες «εξειδικευμένες» μεταβολικές ομάδες μπορούν να παράγουν αντιβιοτικά ή μόρια που βοηθούν τα βακτήρια να κυριαρχήσουν στον χώρο τους, εκτοπίζοντας τα άλλα μικρόβια.
Προς ένα προβιοτικό στόμα
Η Zhang στοχεύει να χρησιμοποιήσει αυτή τη γνώση για να ενισχύσει φιλικά βακτήρια, όπως το Streptococcus salivarius, που ήδη προωθείται ως στοματικό προβιοτικό αλλά δεν σχηματίζει ισχυρό βιοφίλμ. Εισάγοντας τα μόρια που κολλάνε, τα υγιή βακτήρια θα μπορούν να σταθούν απέναντι στα βλαβερά και να μειώσουν την τερηδόνα.
Η ομάδα σχεδιάζει να δημιουργήσει έναν ολοκληρωμένο χάρτη των εξειδικευμένων μεταβολιτών, προκειμένου να κατανοήσει πώς τα διάφορα βακτήρια συνεργάζονται και ανταγωνίζονται στο στόμα. Παράλληλα, οι επιστήμονες σημειώνουν ότι η πιο αποτελεσματική μέθοδος για την αφαίρεση της πλάκας παραμένει το κανονικό βούρτσισμα, αλλά η κατανόηση αυτής της μικροβιακής πολυπλοκότητας ανοίγει τον δρόμο για πιο στοχευμένες στρατηγικές στο μέλλον.
Η έρευνα της Wenjun Zhang αποκαλύπτει τη σημαντικότητα των μικροβίων και των εξειδικευμένων μεταβολιτών τους για την υγεία του στόματος. Με την προσεκτική ενίσχυση των «καλών» βακτηρίων και τη μείωση των επιβλαβών, το μέλλον της πρόληψης της τερηδόνας μπορεί να περιλαμβάνει βιοτεχνολογικές λύσεις, πέρα από το βούρτσισμα και το νήμα. Το μικροβίωμα του στόματος δεν είναι απλώς μια συλλογή βακτηρίων, αλλά ένας δυναμικός μικρόκοσμος που, αν κατανοηθεί σωστά, μπορεί να μας βοηθήσει να προστατεύσουμε τα δόντια μας με εντελώς νέους τρόπους.
Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!