Wie kariogene Bakterien im Zahnbelag überleben können

Extrazelluläre Polysaccharide spielen eine zentrale Rolle

BASEL (Biermann) – Theoretisch schaffen kariogene Bakterien sich selbst durch das Herauslösen von Kalzium aus dem Zahnschmelz und den daraus folgenden erhöhten lokalen Kalziumkonzentration eine lebensfeindliche Umgebung. Forscher der Klinik für Präventivzahnmedizin und Orale Mikrobiologie und des Departements Biomedical Engineering der Universität Basel beschreiben nun in „Plos One“, wie es den Bakterien gelingt, trotzdem zu überleben.

Ihre Hypothese: Extrazelluläre Polysaccharide, kurz EPS, unterstützen die Überlebensfähigkeit der Bakterien. Dabei handelt es sich um Substanzen, die kariogene Bakterien aus Zuckerrückständen bilden und außerhalb ihrer Zellen anlegen. Sie bilden das Baugerüst des Biofilms und sorgen dafür, dass Bakterien sich im Zahnbelag verankern können.

Die Wissenschaftler konnten nun nachweisen, dass die kariogenen Bakterien Mechanismen entwickeln, die ihnen helfen, die hohe Kalziumkonzentration auszuhalten. Es wurde gezeigt, dass EPS über eine große Anzahl an Kalziumbindestellen verfügen, mit denen sie das herausgelöste Kalzium in den Biofilm einbauen. Der toxische Gehalt wird dadurch neutralisiert und die EPS-Struktur des Biofilms gestärkt.

Die Bindung von Kalzium durch die EPS hilft aber nicht nur den kariogenen Bakterien im Zahnschmelz zu überleben, sondern sie führt auch zur Entstehung von Karies. „Indem EPS Kalzium binden, hemmen sie die Remineralisation des Zahnschmelzes, weil dadurch nicht mehr genügend freies Kalzium im Zahnbelag enthalten ist. Diese Entdeckung ist wichtig, um die Kalziumregulation in Karies besser verstehen zu können“, erklärt die Mikrobiologin Monika Astašov-Frauenhoffer.

Publikation: Monika Astašov-Frauenhoffer, Muth M. Varenganayil, Alan W. Decho, Tuomas Waltimo, Olivier Braissant. Exopolysaccharides regulate calcium flow in cariogenic biofilms PLOS ONE (2017)

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Quelle: Universität Basel, 02.11.2017



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