Untersuchung der Zusammensetzung von Zahnbelag

Zahnkaries und Parodontitis stehen in engem Zusammenhang mit Zahnplaque, dem Biofilm, der durch mikrobielle Besiedlung der Zahnoberfläche entsteht. Für die Anfangsphase der Kolonisierung wurden verschiedene experimentelle Modelle beschrieben, darunter eines, das Schmelzchips verwendet, die für Zeiträume von bis zu 24 Stunden in der Mundhöhle positioniert werden. Rasterelektronenmikroskopie von Chips, die nach 4 Stunden in vivo entfernt wurden, zeigte einzelne Bakterien, die an der häutchenbeschichteten Oberfläche haften. Das Wachstum dieser Pionierorganismen führte zu Mikrokolonien, die zu einer sich ausbreitenden Monoschicht aus Kokken und Stäbchen verschmolzen. Über 80 % der in frühen Biofilmen vorhandenen Bakterien wurden als Mitglieder von vier eng verwandten Viridans-Streptokokkenarten, Streptococcus sanguis, S. oralis, S. mitis und S. gordonii, identifiziert. Veillonella spp. und Actinomyces naeslundii machten jeweils etwa 5 % aus. Interessanterweise nahmen Veillonellen, Actinomyces und Streptokokken alle während der ersten 24 Stunden der Kolonisierung zu, was darauf hindeutet, dass diese Bakterien eine wichtige Rolle bei der normalen täglichen Plaqueansammlung spielen [frühe Biofilmentwicklung].

Eine der größten Unsicherheiten, die durch die weit verbreitete Fähigkeit von Zellen oraler Bakterien zur physikalischen Wechselwirkung in vitro aufgeworfen wird, ist, ob diese Coaggregationen in vivo funktionieren. Mittels direkter Immunfluoreszenz haben wir die übereinstimmende Nebeneinanderstellung von Streptokokken und Actinomyces im Zahnbelag demonstriert, was darauf hindeutet, dass diese bekannten Koaggregationspartner die Koaggregation als Mittel zur Kolonisierung des Zahnschmelzes nutzen könnten. Unser übergeordnetes Ziel ist es, die räumliche Organisation verschiedener Viridans-Streptokokken in Biofilmen zu bestimmen, die sich während der anfänglichen Besiedlung der Zahnoberfläche bilden. Diese Bakterien umfassen zwei Gruppen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Eine Gruppe enthält Stämme von S. sanguis und S. gordonii mit GalNAc-empfindlichen Adhäsionen und die andere enthält Stämme von S. oralis und anderen Spezies mit komplementären Rezeptoren für intragenerische Coaggregation. Zu den Modellen für die Biofilmbildung gehören ein In-vitro-Durchflusszellenmodell, in dem Streptokokken mit bekannten Hafteigenschaften an einer mit Speichel beschichteten Oberfläche haften und wachsen, und ein In-vivo-Modell, in dem Schmelzspäne für längere Zeit in der Mundhöhle kolonisiert werden bis 72 Stunden. Die Ergebnisse dieser Studien sollten signifikante Einblicke in die Beteiligung der interbakteriellen Adhäsion an der Biofilmentwicklung liefern. Unser Ziel aus diesen Studien ist es, die räumliche Organisation von Streptokokken und ihren Koaggregationspartnern Actinomyces und Veillonellae in in vivo gebildeten Biofilmen im Vergleich zu in vitro zu untersuchen. Wir hoffen, bedeutende Fortschritte beim Verständnis der Verteilung dieser Arten bei der anfänglichen Bildung von Zahnbelag zu erzielen. Da die Streptokokken der vorherrschende Organismus in der frühen Zahnplaque sind, schlagen wir vor, dass das Verständnis ihres Beitrags zu mikrobiellen Gemeinschaften zu wichtigen Fortschritten bei der Entwicklung effektiver Mundgesundheitsprogramme führen wird.