Investigadores colaboradores de la Facultad de Odontología de la Universidad de Pensilvania y la Facultad de Odontología Adams y la Facultad de Salud Pública Global Gillings de la Universidad de Carolina del Norte han descubierto que una especie bacteriana llamada Selenomonas sputigena puede desempeñar un papel importante decadencia.
Los científicos han considerado durante mucho tiempo la especie bacteriana Streptococcus mutans, que forma placa y produce ácido, como la causa principal de la caries dental. Sin embargo, en el estudio que apareció el 22 de mayo en Nature Communications, los investigadores de Penn Dental Medicine y UNC demostraron que Selenomonas sputigena, anteriormente asociada solo con la enfermedad de las encías, puede funcionar como un elemento clave de Streptococcus mutans, agudizando en gran medida su caries.
«Este fue un hallazgo inesperado que nos brinda nuevos conocimientos sobre el desarrollo de la caries, destaca posibles objetivos futuros para la prevención de la caries y revela nuevos mecanismos de formación de biopelículas bacterianas que pueden ser relevantes en otros contextos clínicos«, dijo el coautor principal del estudio, Hyun. (Michel) Koo DDS, PhD, profesor en el Departamento de Ortodoncia y Divisiones de Pediatría y Salud Bucal Comunitaria y Codirector del Centro de Innovación y Odontología de Precisión en Penn Dental Medicine.
«Este fue un ejemplo perfecto de ciencia colaborativa que no podría haberse realizado sin la experiencia complementaria de muchos grupos e investigadores y aprendices individuales», dijo Kimon Divaris, PhD, DDS, profesor de la Escuela de Odontología Adams de la UNC, y coautor del estudio junto a una tercera persona, Di Wu, PhD, profesor asociado de la Escuela Adams y de la Escuela de Salud Pública Global de la UNC Gillings.
La caries dental y su formación
La caries se considera la enfermedad crónica más común en niños y adultos en todo el mundo. Surge cuando Streptococcus mutans y otras bacterias productoras de ácido no se eliminan adecuadamente mediante el cepillado de dientes y otros métodos de cuidado bucal, y terminan formando una biopelícula protectora, o «placa», en los dientes.
Dentro de la placa, estas bacterias consumen azúcares de bebidas o alimentos, convirtiéndolos en ácidos. Si la placa se deja en su lugar por mucho tiempo, estos ácidos comienzan a erosionar el esmalte de los dientes afectados, creando la caries.
Los científicos en estudios anteriores del contenido bacteriano de la placa han identificado una variedad de otras especies además de Streptococcus mutans. Estos incluyen especies de Selenomonas, un grupo de bacterias «anaeróbicas» que no requieren oxígeno y que se encuentran más comúnmente debajo de la encía en casos de enfermedad de las encías.
El estudio realizado
Los investigadores de la UNC tomaron muestras de placa de los dientes de 300 niños de 3 a 5 años, la mitad de los cuales tenía caries.
Se analizaron las muestras utilizando una variedad de pruebas avanzadas, que incluyen:
- La secuenciación de la actividad de genes bacterianos en las muestras
- Análisis de las vías biológicas implicadas por esta actividad bacteriana
- E incluso imágenes microscópicas directas.
A continuación, los investigadores validaron sus hallazgos en un conjunto adicional de 116 muestras de placa de niños de 3 a 5 años.
Los datos mostraron que, aunque Selenomonas sputigena es solo una de varias especies bacterianas relacionadas con la caries en la placa, – además de Streptococcus mutans, – y no causa caries por sí sola, tiene una sorprendente capacidad para asociarse con S. mutans e impulsar el proceso de caries.
La asociación de bacterias y su impacto en la caries dental
Se sabe que S. mutans usa el azúcar disponible para crear construcciones pegajosas llamadas glucanos y que son parte del entorno protector de la placa. Pero no solo eso.
- Los investigadores observaron que S. sputigena, que posee pequeños apéndices que le permiten moverse por las superficies, puede quedar atrapada por estos glucanos.
- Una vez atrapada, S. sputigena prolifera rápidamente, usando sus propias células para hacer «superestructuras» en forma de panal que encapsulan y protegen a S. mutans.
- El resultado de esta asociación inesperada, como demostraron los investigadores utilizando modelos animales, es una producción de ácido mucho mayor y concentrada, lo que empeora significativamente la gravedad de la caries.
Los hallazgos, dijo Koo, muestran una interacción microbiana más compleja de lo que se pensaba que ocurría, y proporcionan una mejor comprensión de cómo se desarrollan las caries infantiles, una comprensión que podría conducir a mejores formas de prevenir las caries.
«Alterar estas superestructuras protectoras de S. sputigena usando enzimas específicas o métodos más precisos y efectivos de cepillado de dientes podría ser un enfoque», dijo Koo.
Los investigadores ahora planean estudiar con más detalle cómo esta bacteria móvil anaeróbica termina en el ambiente aeróbico de la superficie del diente.
«Este fenómeno en el que una bacteria de un tipo de entorno se traslada a un nuevo entorno e interactúa con las bacterias que viven allí, construyendo estas notables superestructuras, debería ser de gran interés para los microbiólogos», dijo Koo.
Fuente: Nature Communications. Hunyong Cho, Zhi Ren, Kimon Divaris, Jeffrey Roach, Bridget M. Lin, Chuwen Liu, M. Andrea Azcarate-Peril, Miguel A. Simancas-Pallares, Poojan Shrestha, Alena Orlenko, Jeannie Ginnis, Kari E. North, Andrea G. Ferreira Zandona, Apoena Aguiar Ribeiro, Di Wu, Hyun Koo. Selenomonas sputigena acts as a pathobiont mediating spatial structure and biofilm virulence in early childhood caries. DOI: 10.1038/s41467-023-38346-3
