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Von: - Ausgabe 4/2017 Beitrag Nr. 1

Mikrobiom des Speichels und des Zungen-Biofilms

Anhand des Speichel-Mikrobioms können Jugendliche mit und ohne Karies voneinander unterschieden werden. Zu diesem Ergebnis kamen die Autoren dieser Studie, die bei 26 kariesfreien und 37 betroffenen schwedischen Jugendlichen im Alter von 17 Jahren Proben des Zungen-Biofilms und des Speichels auf die Zusammensetzung der bakteriellen Flora hin untersuchten. Besonders Scardovia wiggsiae, Streptococcus mutans und Bifidobacterium longum traten in der Gruppe der an Karies erkrankten Jugendlichen häufiger auf. Eine Nachuntersuchung von 55 Studienteilnehmern nach zwei Jahren ergab, dass das Vorkommen von B. longum im Alter von 17 Jahren mit einem stärkeren Auftreten von Karies nach zwei Jahren assoziiert war.

Die Oralflora umfasst mehr als 700 Bakterienspezies, die z. T. nur in bestimmten Regionen der Mundhöhle auftreten. Bestimmte Arten treten häufig vergesellschaftet auf und bilden ortsspezifische Biofilme. Fehlbesiedlungen der Zahnoberflächen oder des Zahnfleisches begünstigen Karies und Zahnfleischerkrankungen. Säurebildende Arten wie Streptococcus mutans oder Streptococcus sobrinus tragen beispielsweise zur Entstehung von Karies bei. Krankheitsassoziierte Bakterienbesiedelungen wurden in den letzten Dekaden durch umfassende Sequenzierungen der bakteriellen 16S rRNA charakterisiert. Dabei wurden individuelle und auch bevölkerungsspezifische Muster gefunden. In der Regel wurden diese Untersuchungen an Kindern mit schwerer Karieserkrankung durchgeführt, während Daten für Jugendliche und Erwachsene nur begrenzt verfügbar sind. Deshalb wurde hier das orale Mikrobiom bei Jugendlichen aus einer Population mit geringer Kariesprävalenz und langfristigen Präventionsmaßnahmen untersucht. Dabei wurden die Besiedelungen der Zunge und des Speichels bei kariesfreien und erkrankten Probanden verglichen und longitudinal verfolgt.

Für die Charakterisierung von Mikrobiomen wird derzeit üblicherweise die Illumina Technologie verwendet. Sie erzielt viele Sequenzinformationen, allerdings ist die taxonomische Auflösung limitiert. Eine neue Technologieplattform von Pacific Biosciences of California (USA) erlaubt längere DNA-Sequenzierungen, die bis zu neun variable Regionen der 16S rDNA umfassen und dadurch eine bessere taxonomische Auflösung bieten. Beide Plattformen wurden zum Vergleich eingesetzt, da die PacBio SMRT Technologie bislang zur Untersuchung der Oralflora nicht verwendet wurde.

64 Proben des Speichels und 49 des Zungen-Biofilms von 17-Jährigen wurden untersucht und ein Abgleich der erzielten DNA-Sequenzen mit der Human Oral Microbiome Database (HOMD) vorgenommen. Beide Technologieplattformen lieferten dabei vergleichbare Ergebnisse.

Jugendliche aus der Gruppe mit Karies hatten einen höheren BMI (P = 0,033), mehr Mutans-Streptokokken im Speichel (Nachweis durch Kultivierung: P < 0,001; Nachweis durch PCR: P = 0,001) und putzten ihre Zähne seltener (P = 0,012) als diejenigen der kariesfreien Gruppe. Geschlechtsunterschiede wurden nicht beobachtet. Die Anzahl der Bakterienarten im Speichel und im Zungen-Biofilm unterschied sich zwischen den Gruppen nicht, aber anhand der im Speichel vorkommenden Arten konnten beide Gruppen unterschieden werden: Bakterien des Stammes Synergistetes und der Klasse Synergistia, der Familien Clostridiales und Synergistaceae sowie der Gattungen Dialister, Scardovia, Clostridiales, Fretibacterium, Shuttleworthia, Peptostreptococcaceae und Veillonellaceae kamen bei Jugendlichen mit Karies häufiger vor. Arten des Stammes Fusobacteria, der Klasse Fusobacteriia, der Familien Actinomycetaceae und Ruminococcaceae sowie die Gattungen Actinomyces und Ruminococcaceae wurden dagegen häufiger bei kariesfreien Heranwachsenden beobachtet. Die stärksten Zusammenhänge wurden zwischen dem Auftreten von Scardovia wiggsiae, Streptococcus mutans, Selenomonas, Bifidobacterium longum und Leptotrichia sp. HOT498 bei Probanden mit Karies beobachtet, wohingegen Mycoplasma orale und Porphyromonas sp. HOT278 bei Jugendlichen ohne Karies häufiger vorkamen. Beispielsweise trat S. wiggsiae bei allen Heranwachsenden mit Karies im Speichel auf (100%), jedoch nur zu 65,4 Prozent bei kariesfreien Jugendlichen.

Im Zungen-Biofilm wurden keine Karies-spezifischen Muster gefunden, und eine Unterscheidung beider Gruppen war nicht möglich. Lediglich Capnocytophaga Genus probe 1, Veillonella rogosae, S. mutans, Actinobaculum sp. HOT183, Actinomyces sp. HOT171, Granulicatella adiascens, Rothia aeria, and Veillonellaceae sp. HOT150 (P ≤ 0.008) waren häufiger bei den Jugendlichen mit Karies anzutreffen (P ≤ 0,008), während Fusobacterium nucleatum subsp. polymorphum eher bei kariesfreien Jugendlichen gefunden wurde.

Bei der Beobachtung über zwei Jahre zeigte sich, dass Karies eher bei Rauchern und Jugendlichen, die zusätzliche Fluoridgaben erhalten hatten, auftrat. Probanden, bei denen Bifidobacterium longum im Speichel gefunden worden war, hatten zwei Jahre später mehr Kariesläsionen als ihre Altersgenossen ohne Besiedelung durch B. longum (2,1 versus 0,5 neue Läsionen, P = 0,005). Dies wurde auch für S. mutans und S. wiggsiae beobachtet (jeweils 0,8 versus 0,3 neue Läsionen), hier wurde jedoch keine Signifikanz erreicht.

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Quellen:
Eriksson L1,2, Lif Holgerson P2, Johansson I1; ingegerd.johansson@umu.se

1Department of Odontology, section of Cariology, Umeå University, Umeå, Sweden;

2Department of Odontology,section of Pedodontics, Umeå University, Umeå, Sweden

Sci Rep. 2017 Jul 19;7(1):5861. doi: 10.1038/s41598-017-06221-z

 


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