Karieserreger finden sich auch im Reich der Pilze

Molekularbiologische Analysen der letzten Jahre haben gezeigt, dass das orale Mikrobiom sehr vielfältig ist und bei Karies bestimmte Veränderungen in der Zusammensetzung erfährt. Durch solche Untersuchungen hat sich die Liste von Karieserregern, zu denen beispielsweise Laktobazillen, Streptococcus mutans und Scadovia wiggsiae zählen, deutlich erweitert. Welche Rolle dabei Pilze oder Viren spielen, ist dagegen weit weniger erforscht. Candida albicans ist der häufigste Pilz in der Mundhöhle. Er kann Infektionen der Mundschleimhaut verursachen und wird zunehmend mit der Entwicklung von Zahnkaries, insbesondere frühkindlicher Karies (Early Childhood Caries, ECC) in Verbindung gebracht. Auch das gemeinsame Auftreten und Synergismen zwischen C. albicans und S. mutans war in den letzten Jahren Gegenstand einiger Forschungsarbeiten. In Genomanalysen von supragingivalen Proben, bei denen sämtliche vorhandene DNA-Fragmente sequenziert wurden, wurden nur sehr selten Sequenzen von Pilzen gefunden, was für ihr geringes Vorkommen im dentalen Biofilm spricht. Die gezielte Analyse mykologischer DNA sollte weitere Erkenntnisse über die Rolle des oralen Mykobioms bei Zahnkaries und seine Wechselwirkung mit kariesassoziierten Bakterien liefern.

Mykobiomanalysen bei Kindern mit und ohne Karies

Bei 30 Kindern zwischen sechs und zehn Jahren wurden supragingivale Proben entnommen und die DNA von Pilzen darin sequenziert (durch eine Quantifizierung der ribosomalen ITS2-Sequenz, die charakteristisch für Pilze ist). Je zehn Kinder waren ohne Karies, hatten beginnende oder fortgeschrittene Karies. Von diesen Proben war zuvor das bakterielle Mikrobiom bestimmt worden. Dieses wurde nun auf Assoziationen mit dem Mykobiom hin untersucht. Wechselwirkungen zwischen ausgewählten Pilz- und Bakterienarten wurden im Labor durch Co-Kultur untersucht. In einigen Fällen wurde getestet, ob es eine gegenseitige Hemmung gibt, indem die Arten nacheinander angeimpft wurden bzw. zwei Tage alte Überstände aus Kulturen einer Art dem Nährmedium einer anderen Art zugesetzt wurden.

Wenige Spezies dominieren das Mykobiom

Das Vorkommen von Pilzen in der Oralflora war gering, wobei Kinder mit fortgeschrittener Karies signifikant mehr Pilze aufwiesen: Pro 10 Millionen Bakterien wurden etwa 4-10 Pilze entdeckt (knapp 0,0001 %) – weniger als im Speichel (0,06 %). Insgesamt wurden 102 Arten und 63 Gattungen identifiziert. 23 Arten aus 17 Gattungen tauchten in mehr als zehn Prozent der Proben auf und wurden näher untersucht. Malassezia war am weitesten verbreitet, gefolgt von Candida, Trichoderma und Cryptococcus (alle in mehr als 50 Prozent der Proben). Sie machten zusammen etwa 70 Prozent des Mykobioms aus. Die Arten Malassezia restricta, C. albicans, Trichoderma harzianum und Cryptococcus neoformans waren die am häufigsten vertretenen Arten. Die Vielfalt und Diversität der Arten unterschied sich zwischen den drei Gruppen (kariesfrei/frühe/fortgeschrittene Karies) nicht.

Ein karieshemmder Pilz?

C. albicans war bei Kindern mit fortgeschrittener Karies deutlich stärker vertreten als in den anderen beiden Gruppen. M. globosa fand sich dagegen vor allem bei Kindern ohne Karies. Candida sake und Cryptococcus neoformans wurden vor allem bei früher Karies detektiert. Der Vergleich mit dem bakteriellen Mikrobiom ergab, dass C. albicans mit bekannten Karieserregern vergesellschaftet war, unter ihnen S. mutans, Actinomyces spp., Prevotella spp., S. wiggsiae und Bifidobacterium spp.

Im Gegensatz dazu trat M. globosa zusammen mit Leptotrichia spp. auf, einem Bakterium, das ebenfalls bei kariesfreien Individuen gefunden wird.

Co-Kulturen ergaben keine Hinweise auf eine gegenseitige Wachstumshemmung bei C. albicans, C. neoformans und M. globosa. Überstand aus der Kultur von M. globosa wirkte jedoch wachstumshemmend auf S. mutans, wobei ein Dosiseffekt erkennbar war. Die Autoren nehmen an, dass der Pilz antibakterielle Substanzen absondert, denn in einer anderen Studie war zuvor gezeigt worden, dass M. globosa das Wachstum von Staphylococcus aureus durch eine sezernierte Protease hemmt. Ob dieser Mechanismus auch bei S. mutans eine Rolle spielt, bleibt aber unklar.

Trotz der geringen Häufigkeit von Pilzen im supragingivalen Zahnbelag konnten relevante Spezies identifiziert werden, die mit Karies bzw. Karies-Freiheit assoziiert sind. Die Autoren weisen jedoch darauf hin, dass die Ergebnisse aufgrund der geringen Stichprobengröße nicht generalisierbar sind und weiterer Abklärung bedürfen.

Quellen:
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Baraniya D¹, Chen T², Nahar A¹, Alakwaa F³, Hill J⁴, Tellez M⁵, Ismail A⁵, Puri S¹, Al-Hebshi NN¹; alhebshi@temple.edu

¹Oral Microbiome Research Laboratory, Department of Oral Health Sciences, Maurice H. Kornberg School of Dentistry, Temple University, Philadelphia, PA, USA; ²Department of Microbiology, Forsyth Institute, Cambridge, MA, USA; ³Department of Computational Medicine and Bioinformatics, University Michigan, Ann Arbor, MI, USA; ⁴Department of Pediatric Dentistry, Maurice H. Kornberg School of Dentistry, Temple University, Philadelphia, PA, USA; ⁵Department of Oral Health Sciences, Maurice H. Kornberg School of Dentistry, Temple University, Philadelphia, PA, USA.

Supragingival mycobiome and inter-kingdom interactions in dental caries.

J Oral Microbiol. 2020 Feb 19;12(1):1729305. doi: 10.1080/20002297.2020.1729305