Studie av sammensetningen av tannplakk

Tannkaries og periodontal sykdom er nært forbundet med tannplakk, biofilmen som er et resultat av mikrobiell kolonisering av tannoverflaten. Ulike eksperimentelle modeller er beskrevet for den innledende fasen av koloniseringen, inkludert en som bruker emaljebrikker plassert i munnhulen i perioder på opptil 24 timer. Skanneelektronmikroskopi av sjetonger fjernet etter 4 timer in vivo avslørte individuelle bakterier festet til den pellikkelbelagte overflaten. Veksten av disse pionerorganismene resulterte i mikrokolonier som slo seg sammen for å danne et spredt monolag av kokker og stenger. Over 80 % av bakteriene tilstede i tidlige biofilmer ble identifisert som medlemmer av fire nært beslektede viridans streptokokkarter, Streptococcus sanguis, S. oralis, S. mitis og S. gordonii. Veillonella spp og Actinomyces naeslundii utgjorde hver omtrent 5 %. Interessant nok økte veillonellae, actinomyces og streptokokker i løpet av de første 24 timene av koloniseringen, og antyder dermed viktige roller for disse bakteriene i normal daglig plakakkumulering [tidlig biofilmutvikling].

En av de største usikkerhetsmomentene som oppstår på grunn av den utbredte evnen til celler fra orale bakterier til å samhandle fysisk in vitro, er om disse koaggregeringene fungerer in vivo. Ved å bruke direkte immunfluorescens har vi demonstrert den sammenfallende sidestillingen i tannplakk av streptokokker og actinomyces, noe som tyder på at disse kjente koaggregerende partnerne kan bruke koaggregering som et middel for å kolonisere emalje. Vårt overordnede mål er å bestemme romlig organisering av forskjellige viridans streptokokker i biofilmer som dannes under innledende kolonisering av tannoverflaten. Disse bakteriene inkluderer to grupper med særegne egenskaper. Den ene gruppen inneholder stammer av S. sanguis og S. gordonii med GalNAc-sensitive adhesjoner og den andre inneholder stammer av S. oralis og andre arter med komplementære reseptorer for intragenerisk koaggregering. Modellene for biofilmdannelse vil inkludere en in vitro flow-cellemodell der streptokokker med kjente klebeegenskaper fester seg og vokser på en spyttbelagt overflate og en in vivo modell der emaljeflis blir kolonisert i munnhulen i perioder opp. til 72 timer. Resultatene av disse studiene bør gi betydelig innsikt i involveringen av interbakteriell adhesjon i biofilmutvikling. Målet vårt fra disse studiene er å undersøke den romlige organiseringen av streptokokker og deres koaggregeringspartner actinomyces og veillonellae i biofilmer dannet in vivo sammenlignet med in vitro. Vi håper å gjøre betydelige fremskritt i å forstå fordelingen av disse artene i den første tannplakkdannelsen. Siden streptokokkene er den dominerende organismen i tidlig tannplakk, foreslår vi at forståelse av deres bidrag til mikrobielle samfunn vil føre til viktige fremskritt i utformingen av effektive orale helseregimer.