Mikrobiom der Zahntaschen bei Parodontitis näher untersucht


Vermeintlich harmlose Mikroorganismen können zu Pathogenen werden

BRAUNSCHWEIG (Biermann) – Forscher des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig haben eine Analyse von rund zehn Millionen aktiven Genen aus Zahntaschen vorgelegt.
Auf diese Weise tragen sie zur Klärung bei, wie Hunderte von Bakterienarten, die als Biofilm in Zahnfleischtaschen Parodontitis auslösen, zusammenarbeiten. Ihre Ergebnisse sind in dem neuen kostenlos zugänglichen Online-Journal „Biofilms and Microbiomes“ erschienen.

„Bei den Mikroorganismen handelt es sich sowohl um gut untersuchte Pathogene, als auch um solche, die bisher als Begleitflora betrachtet wurden und als harmlos galten“, sagt Prof. Irene Wagner-Döbler, Leiterin der Arbeitsgruppe Mikrobielle Kommunikation am HZI.

Sie und ihre Kollegen haben eine Metatranskriptionsanalyse durchgeführt. Dabei sequenziert man die Messenger-RNA, und zwar in diesem Fall sämtlicher aktiven Gene aller Bakterienarten der Parodontaltasche. Diese rund zehn Millionen aktiven Gene wurden anschließend mit bioinformatischen Methoden analysiert. „Entscheidend war dabei, dass wir die Genexpression in Bakteriengemeinschaften von Menschen mit Parodontitis mit derjenigen von gesunden Probanden verglichen haben“, sagt Wagner-Döbler.

Dadurch konnten die Wissenschaftler zeigen, dass ein typischer Bewohner der Zahntasche, das Bakterium Prevotella nigrescens, seine Rolle verändert, je nachdem ob eine Parodontitis vorliegt oder nicht. „Sobald eine Parodontitis vorliegt, verwandelt sich das normalerweise harmlose P.
nigrescens in ein sogenanntes ‚accessory pathogen‘ und greift den Wirt an, genau wie die bereits bekannten Pathogene“, sagt Wagner-Döbler. Die Erkrankung wird dadurch weiter verschlimmert und lässt sich schwerer bekämpfen. „Ging man bisher davon aus, dass man nur die Leitkeime der Infektion ausschalten muss, um die Krankheit zu besiegen, so deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass das nicht ausreichend sein wird“, sagt Wagner-Döbler.

Eine weitere neue Erkenntnis betrifft die Rolle des oralen Bakteriums Fusobacterium nucleatum, das häufig in Zahntaschen vorkommt. Man hatte vermutet, dass F. nucleatum in einer entzündeten Zahntasche giftige Buttersäure produziert und dadurch zur Parodontitis beiträgt. Die Analyse der Genexpression zeigte aber, dass F. nucleatum immer Buttersäure produziert, bei Gesunden ebenso wie bei Kranken. Bei Kranken tragen allerdings noch eine Reihe anderer Bakterienarten zur Butyratproduktion bei, und diese Bakterienart nutzt noch weitere biochemische Stoffwechselwege dafür. „Auch an diesem wichtigen Prozess sind unseren Ergebnissen zufolge gleich eine ganze Reihe von Bakterien beteiligt, die bisher nicht damit in Verbindung standen“, sagt Wagner-Döbler.

Darüber hinaus gelang es den Forschern, Biomarker für Parodontitis zu identifizieren. „Wir haben drei Gene gefunden, die regelmäßig eine besonders hohe Genexpression zeigten, wenn Patienten an Parodontitis erkrankt waren“, sagt Wagner-Döbler. Diese drei Biomarker könnten nun in einer großen Patienten-Kohorte validiert werden und im Endeffekt ermöglichen, Parodontitis in einem frühen Stadium zu diagnostizieren, so dass eine Therapie sehr viel erfolgreicher wird. 

Originalpublikation:
Szymon P Szafra?ski , Zhi-Luo Deng, Jürgen Tomasch, Michael Jarek, Sabin Bhuju, Christa Meisinger, Jan Kühnisch , Helena Sztajer, Irene Wagner-Döbler. Functional biomarkers for chronic periodontitis and insights into the roles of Prevotella nigrescens and Fusobacterium nucleatum; a metatranscriptome Analysis. Biofilm and Microbiomes. 2015 Sep 23. 1:15017. dx.doi.org/10.1038/npjbiofilms.2015.17

Quelle: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, 28.09.2015



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