Επιστήμονες στις Ηνωμένες Πολιτείες ανέπτυξαν μια καινοτόμο προσέγγιση παρέμβασης στη συμπεριφορά των βακτηρίων, στοχεύοντας όχι στην εξάλειψή τους αλλά στον τρόπο με τον οποίο επικοινωνούν μεταξύ τους. Η ανακάλυψη αυτή ανοίγει τον δρόμο για νέες θεραπευτικές στρατηγικές που θα μπορούσαν να προλαμβάνουν ασθένειες, διατηρώντας την ισορροπία του μικροβιώματος και περιορίζοντας την ανάγκη για επιθετικές παρεμβάσεις.
Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί προσαρμόζονται προκειμένου να επιβιώσουν, και τα βακτήρια δεν αποτελούν εξαίρεση. Κατά τη διάρκεια πολλών δεκαετιών, ορισμένα βακτήρια έχουν σταδιακά αναπτύξει αντοχή σε ευρέως χρησιμοποιούμενα αντιβιοτικά και απολυμαντικά, δημιουργώντας σοβαρές προκλήσεις για την ιατρική και τη δημόσια υγεία. Ταυτόχρονα, αναρίθμητα είδη βακτηρίων διαδραματίζουν έναν ωφέλιμο και συχνά κρίσιμο ρόλο στη διατήρηση της ανθρώπινης υγείας. Αυτό εγείρει ένα σημαντικό ερώτημα: θα μπορούσε η τροποποίηση της συμπεριφοράς των βακτηρίων μέσα στο σώμα να βοηθήσει στην πρόληψη ασθενειών και στη βελτίωση της υγείας;
Τα βακτήρια μόνο «σιωπηλά» δεν είναι. Στο ανθρώπινο στόμα, περίπου 700 διαφορετικά είδη βακτηρίων ανταλλάσσουν διαρκώς πληροφορίες μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται «αίσθηση απαρτίας» (quorum sensing). Αυτή η χημική επικοινωνία επιτρέπει στα βακτήρια να συντονίζουν τις δράσεις τους ως ομάδα. Πολλά στοματικά βακτήρια βασίζονται σε μόρια σηματοδότησης γνωστά ως N-acyl homoserine lactones (AHLs) για την αποστολή και τη λήψη αυτών των μηνυμάτων.
Κύρια ευρήματα της μελέτης
Οι ερευνητές εντόπισαν αρκετά σημαντικά μοτίβα στον τρόπο με τον οποίο τα στοματικά βακτήρια επικοινωνούν και οργανώνονται:
- Τα βακτήρια της οδοντικής πλάκας απελευθερώνουν σήματα AHL σε περιοχές πλούσιες σε οξυγόνο (όπως πάνω από τη γραμμή των ούλων), και τα σήματα αυτά μπορούν να ανιχνευθούν από βακτήρια που ζουν σε περιοχές φτωχές σε οξυγόνο (κάτω από τη γραμμή των ούλων).
- Η εξάλειψη των σημάτων AHL μέσω εξειδικευμένων ενζύμων, γνωστών ως λακτονάσες, οδήγησε σε αύξηση βακτηριακών ειδών που σχετίζονται με την καλή στοματική υγεία.
Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι κατάλληλα επιλεγμένα ένζυμα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αναδιαμόρφωση των κοινοτήτων της οδοντικής πλάκας και τη διατήρηση μιας υγιούς μικροβιακής ισορροπίας.
Η οδοντική πλάκα ως ζωντανό οικοσύστημα
«Η οδοντική πλάκα αναπτύσσεται σταδιακά, με τρόπο παρόμοιο με ένα δασικό οικοσύστημα», δήλωσε ο Μικαέλ Ελίας, αναπληρωτής καθηγητής στο College of Biological Sciences και κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Βακτήρια όπως τα Streptococcus και Actinomyces, εγκαθίστανται πρώτα σε απλές κοινότητες, είναι γενικά ακίνδυνα και συνδέονται με καλή στοματική υγεία. Οι μεταγενέστεροι αποικιστές, που χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη ποικιλομορφία, περιλαμβάνουν βακτήρια του λεγόμενου “κόκκινου συμπλέγματος”, όπως το Porphyromonasgingivalis, τα οποία συνδέονται στενά με την περιοδοντίτιδα. Με τη διατάραξη των χημικών σημάτων επικοινωνίας των βακτηρίων, θα μπορούσε κανείς να χειραγωγήσει την κοινότητα της πλάκας ώστε να παραμείνει — ή να επανέλθει — στε ένα στάδιο που σχετίζεται με την καλή υγεία» εξήγησε ο ερευνητής.
«Ιδιαίτερα εντυπωσιακό είναι το πόσο καθοριστική είναι η διαθεσιμότητα οξυγόνου», ανέφερε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, Ρακές Σικντάρ. «Όταν μπλοκάραμε τη σηματοδότηση AHL σε αερόβιες συνθήκες, παρατηρήσαμε αύξηση των βακτηρίων που συνδέονται με την καλή υγεία. Αντίθετα, όταν προσθέσαμε AHLs σε αναερόβιες συνθήκες, ενισχύθηκε η ανάπτυξη βακτηρίων που συνδέονται με ασθένειες. Η αίσθηση απαρτίας φαίνεται να διαδραματίζει πολύ διαφορετικούς ρόλους πάνω και κάτω από τη γραμμή των ούλων, γεγονός που έχει σημαντικές επιπτώσεις στον τρόπο προσέγγισης της θεραπείας των περιοδοντικών νοσημάτων» εξήγησε ο ερευνητής.
Νέες θεραπείες που βασίζονται στο μικροβίωμα
Στο επόμενο στάδιο, οι ερευνητές σκοπεύουν να εξετάσουν πώς διαφέρει η βακτηριακή σηματοδότηση σε διαφορετικές περιοχές του στόματος και μεταξύ ασθενών σε διάφορα στάδια περιοδοντίτιδας.
«Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι βακτηριακές κοινότητες επικοινωνούν και αυτοοργανώνονται μπορεί τελικά να μας προσφέρει νέα εργαλεία για την πρόληψη της περιοδοντίτιδας — όχι μέσω ενός “πολέμου” εναντίον όλων των στοματικών βακτηρίων, αλλά με τη στρατηγική διατήρηση μιας υγιούς μικροβιακής ισορροπίας», δήλωσε ο Ελίας.
Η ερευνητική ομάδα εκτιμά ότι η στρατηγική αυτή θα μπορούσε μελλοντικά να οδηγήσει σε θεραπείες και για άλλα μέρη του σώματος, όπου οι διαταραχές του μικροβιώματος συνδέονται με ασθένειες και ορισμένες μορφές καρκίνου.
Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό npj Biofilms and Microbiomes.
