Spis treści
Nowe badania naukowców z University of Florida College of Dentistry mogą to zmienić. Zespół badawczy odkrył, że kluczowa bakteria odpowiedzialna za rozwój choroby dziąseł posiada wewnętrzny mechanizm regulujący jej agresywność – swoisty „genetyczny hamulec”. W przyszłości może to umożliwić opracowanie terapii, które wyciszą patogen, nie zakłócając naturalnej równowagi mikrobiologicznej w jamie ustnej.
Bakteria, która „steruje tłumem”
Badanie prowadzone przez biologa jamy ustnej dr. Jorge Friasa-Lopeza koncentrowało się na bakterii Porphyromonas gingivalis. Naukowcy określają ją mianem tzw. patogenu kluczowego (keystone pathogen). Oznacza to, że nawet w niewielkiej liczbie potrafi znacząco wpływać na całe środowisko mikroorganizmów w jamie ustnej.
Można ją porównać do influencera w mediach społecznościowych – sama nie musi być najliczniejsza, aby zmieniać zachowanie całej społeczności bakterii. W efekcie zdrowy mikrobiom jamy ustnej może zostać przekształcony w środowisko sprzyjające chorobie.
Skala problemu jest ogromna. Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych choroba dziąseł dotyka około 42% osób powyżej 30. roku życia, czyli niemal dwóch na pięciu dorosłych. Jest także jedną z głównych przyczyn utraty zębów, ponieważ prowadzi do niszczenia kości utrzymującej zęby w szczęce.
CRISPR – nie tylko narzędzie do edycji genów
Aby lepiej zrozumieć mechanizmy działania bakterii, naukowcy przeanalizowali jej materiał genetyczny. Szczególną uwagę zwrócili na fragment DNA zwany macierzą CRISPR.
Choć CRISPR jest dziś znany przede wszystkim jako narzędzie do edycji genów, pierwotnie powstał jako bakteryjny system odpornościowy. Bakterie zapisują w nim fragmenty DNA wirusów, które je wcześniej zaatakowały, aby móc rozpoznawać i niszczyć je przy kolejnych infekcjach.
Jednak analizowana przez zespół macierz – oznaczona jako CRISPR 30.1 – zachowywała się nietypowo. Zawarte w niej sekwencje nie odpowiadały żadnym znanym wirusom.
Tajemnicza „ciemna materia” genetyczna
Takie nieznane sekwencje określa się czasem jako „ciemną materię CRISPR” lub „osierocone macierze”. Zawierają kod genetyczny, którego funkcja nie jest od razu jasna.
W tym przypadku badacze odkryli coś zaskakującego – zapisane w macierzy fragmenty DNA odpowiadały własnemu materiałowi genetycznemu bakterii. Powstało pytanie: dlaczego drobnoustrój przechowywałby broń skierowaną przeciwko sobie? Aby to sprawdzić, naukowcy usunęli macierz CRISPR 30.1 z genomu bakterii przy użyciu technik edycji genów.
Usunięcie „hamulca” zwiększa agresywność bakterii
Eksperyment przyniósł jednoznaczne wyniki. Po usunięciu macierzy bakteria P. gingivalis stała się znacznie bardziej agresywna.
Zaobserwowano m.in.:
- dwukrotnie większą produkcję biofilmu, czyli lepkiej warstwy tworzącej płytkę nazębną,
- silniejszą reakcję zapalną w komórkach układu odpornościowego człowieka,
- większą śmiertelność w modelach eksperymentalnych – zmodyfikowany szczep zabijał połowę gospodarzy w ciągu 130 godzin, podczas gdy normalny potrzebował około 200 godzin.
Oznacza to, że macierz CRISPR 30.1 działa jak naturalny regulator agresywności bakterii. Dzięki niej patogen utrzymuje aktywność na poziomie, który pozwala mu przetrwać w dziąsłach bez wywoływania natychmiastowej, silnej reakcji układu odpornościowego.
Nowa strategia leczenia chorób przyzębia
Obecne metody leczenia chorób dziąseł obejmują: głębokie oczyszczanie kieszonek dziąsłowych, chirurgiczne usuwanie zmienionych tkanek, antybiotykoterapię. Choć skuteczne, działają nieselektywnie, niszcząc zarówno bakterie chorobotwórcze, jak i te korzystne dla zdrowia jamy ustnej. Dodatkowo przyczyniają się do narastania oporności na antybiotyki. Nowe odkrycie sugeruje bardziej precyzyjne podejście – zamiast eliminować całą społeczność bakterii, można wyciszyć kluczowego patogena.
W przyszłości możliwe może być wykorzystanie zmodyfikowanych bakteriofagów, czyli wirusów infekujących bakterie. Mogłyby one wyszukiwać P. gingivalis i dostarczać instrukcję CRISPR blokującą jej „genetyczny hamulec” w odpowiedniej pozycji, ograniczając agresywność bakterii.
Znaczenie dla zdrowia całego organizmu
Choroby dziąseł to nie tylko problem stomatologiczny. Coraz więcej badań wskazuje na ich związek z poważnymi chorobami ogólnoustrojowymi, takimi jak: choroby sercowo-naczyniowe, cukrzyca, przewlekłe stany zapalne organizmu.
U ponad połowy pacjentów z chorobą dziąseł toksyny bakteryjne mogą przedostawać się z zapalonych tkanek do krwiobiegu. Następnie docierają do innych narządów, wywołując stan zapalny w całym organizmie. Dlatego skuteczne kontrolowanie bakterii Porphyromonas gingivalis mogłoby nie tylko chronić zęby, ale także ograniczać ogólnoustrojowe skutki przewlekłego stanu zapalnego.
Źródło: University of Florida Health
Potwierdź zapis
Sprawdź maila, żeby potwierdzić swój zapis na newsletter. Jeśli nie widzisz wiadomości, sprawdź folder SPAM w swojej skrzynce.
Coś poszło nie tak