Scoperto un nuovo modo per prevenire le malattie gengivali senza uccidere i batteri buoni.

All’interno della bocca umana, i batteri sono in costante comunicazione. Vi abitano circa 700 specie batteriche, molte delle quali si scambiano messaggi chimici attraverso un processo chiamato quorum sensing. Alcuni di questi microbi comunicano utilizzando molecole segnale note come N-acil omoserina lattoni (AHL).

I ricercatori del College of Biological Sciences e della School of Dentistry si sono proposti di studiare come questi segnali batterici influenzino il microbioma orale e se interrompere tali segnali possa contribuire a prevenire la formazione di placca dannosa, preservando al contempo i batteri benefici. I loro risultati, pubblicati sulla rivista npj Biofilms and Microbiomes , potrebbero in futuro influenzare trattamenti ben oltre l’odontoiatria.

Gli scienziati prendono di mira la comunicazione batterica

Il team di ricerca ha scoperto diversi schemi importanti nel modo in cui i batteri della bocca interagiscono:

• I batteri presenti nella placca dentale producono segnali AHL in ambienti aerobici (come al di sopra del bordo gengivale), e questi segnali possono comunque influenzare i batteri anche in ambienti anaerobici (al di sotto del bordo gengivale).
• La rimozione dei segnali AHL mediante enzimi specializzati chiamati lattonasi ha aumentato le popolazioni di batteri associati a una buona salute orale.
• I risultati suggeriscono che enzimi accuratamente selezionati potrebbero essere in grado di rimodellare la composizione della placca dentale e favorire un microbioma orale più sano.

“La placca dentale si sviluppa in sequenza, proprio come un ecosistema forestale”, ha affermato Mikael Elias, professore associato presso il College of Biological Sciences e autore senior dello studio. “Le specie pioniere come Streptococcus e Actinomyces sono i primi colonizzatori in comunità semplici: sono generalmente innocue e associate a una buona salute orale. I colonizzatori tardivi, sempre più diversificati, includono i batteri del ‘complesso rosso’ come Porphyromonas gingivalis , fortemente collegati alla malattia parodontale. Interrompendo i segnali chimici che i batteri usano per comunicare, si potrebbe manipolare la comunità della placca per mantenerla o farla tornare allo stadio associato alla salute orale.”

I livelli di ossigeno modificano il comportamento batterico

I ricercatori hanno inoltre scoperto che l’ossigeno svolge un ruolo sorprendentemente importante nel determinare in che modo questi messaggi batterici influenzano la crescita della placca.

“Ciò che colpisce in particolare è come la disponibilità di ossigeno modifichi tutto”, ha affermato l’autore principale Rakesh Sikdar. “Quando abbiamo bloccato la segnalazione AHL in condizioni aerobiche, abbiamo osservato un aumento dei batteri associati alla salute. Ma quando abbiamo aggiunto AHL in condizioni anaerobiche, abbiamo promosso la crescita di colonizzatori tardivi associati alla malattia. Il quorum sensing potrebbe svolgere ruoli molto diversi sopra e sotto il margine gengivale, il che ha importanti implicazioni per il modo in cui affrontiamo il trattamento delle malattie parodontali.”

Questa scoperta suggerisce che la comunicazione batterica funziona in modo diverso a seconda della zona della bocca in cui vivono i batteri. Questa intuizione potrebbe aiutare i ricercatori a progettare approcci più mirati per controllare le malattie gengivali e mantenere un equilibrio più sano della flora microbica.

I trattamenti futuri potrebbero proteggere i batteri sani

La fase successiva della ricerca esaminerà come la segnalazione batterica differisce nelle varie aree della bocca e nelle persone con diversi stadi della malattia parodontale.

“Comprendere come le comunità batteriche comunicano e si organizzano potrebbe in definitiva fornirci nuovi strumenti per prevenire la malattia parodontale, non dichiarando guerra a tutti i batteri orali, ma mantenendo strategicamente un sano equilibrio microbico”, ha affermato Elias.

I ricercatori ritengono che questa strategia potrebbe essere estesa anche al di là della salute orale. Gli squilibri del microbioma, noti come disbiosi, sono stati collegati a numerose malattie in tutto il corpo, inclusi alcuni tipi di cancro. Gli scienziati sperano che queste scoperte possano contribuire a gettare le basi per future terapie che guidino le comunità microbiche verso stati più sani, anziché eliminare completamente i batteri.

La placca dentale è un biofilm orale complesso responsabile delle malattie parodontali. I biofilm batterici sono spesso regolati dal Quorum Sensing (QS) mediato dalle N -acil omoserina lattoni (AHL). Sebbene la loro presenza e il loro ruolo nel microbiota orale siano stati oggetto di dibattito, nuove evidenze suggeriscono che le AHL influenzino lo sviluppo del biofilm orale. Le AHL sono rilevabili in una comunità microbica derivata da placca dentale umana coltivata in presenza del 5% di CO₂ _, ma non in condizioni anaerobiche. La manipolazione del QS in questa comunità tramite le lattonasi AHL ha arricchito i commensali e i colonizzatori pionieri in presenza del 5% di CO₂, mentre in condizioni anaerobiche le AHL esogene hanno promosso i colonizzatori tardivi. L’interruzione del QS ha ridotto la formazione del biofilm, aumentato la fermentazione del saccarosio a lattato e alterato i profili metabolici della comunità a seconda della specificità del substrato della lattonasi. I nostri risultati evidenziano l’importanza del QS mediato dalle AHL nello sviluppo del biofilm orale e suggeriscono i suoi ruoli differenziali in condizioni aerobiche rispetto a quelle anaerobiche. Prendere di mira il quorum sensing (QS) potrebbe offrire una nuova strategia per la gestione dei biofilm orali e la prevenzione della malattia parodontale.