Des chercheurs collaborateurs de l’École de médecine dentaire de l’Université de Pennsylvanie et de l’École de médecine dentaire Adams et de l’École de santé publique mondiale Gillings de l’Université de Caroline du Nord ont découvert qu’une espèce bactérienne appelée Selenomonas sputigène peut jouer un rôle majeur dans l’apparition de la carie dentaire.
Les scientifiques ont longtemps considéré une autre espèce bactérienne, la formation de plaque, la fabrication d’acide Streptococcus mutans, comme la principale cause de carie dentaire ; également connu sous le nom de carie dentaire. Cependant, dans l’étude, parue le 22 mai dans Communication Natureles chercheurs de Penn Dental Medicine et de l’UNC ont montré que S. sputigena, auparavant associé uniquement à la maladie des gencives, peut fonctionner comme un partenaire clé de S. mutansaméliorant considérablement son pouvoir de fabrication de cavités.
C’était une découverte inattendue qui nous donne de nouvelles perspectives sur le développement des caries, met en évidence les futures cibles potentielles pour la prévention des caries et révèle de nouveaux mécanismes de formation de biofilm bactérien qui peuvent être pertinents dans d’autres contextes cliniques.
Hyun (Michel) Koo DDS, PhD, co-auteur principal de l’étude, professeur au Département d’orthodontie et aux divisions de pédiatrie et de santé bucco-dentaire communautaire et codirecteur du Centre d’innovation et de dentisterie de précision de Penn Dental Medicine
Les deux autres co-auteurs principaux de l’étude étaient Kimon Divaris, PhD, DDS, professeur à la Adams School of Dentistry de l’UNC, et Di Wu, PhD, professeur associé à la Adams School et à la UNC Gillings School of Global Public Health.
« C’était un exemple parfait de science collaborative qui n’aurait pas pu être réalisée sans l’expertise complémentaire de nombreux groupes et chercheurs et stagiaires individuels », a déclaré Divaris.
La carie est considérée comme la maladie chronique la plus courante chez les enfants et les adultes aux États-Unis et dans le monde. Il survient lorsque S. mutans et d’autres bactéries productrices d’acide ne sont pas suffisamment éliminées par le brossage des dents et d’autres méthodes de soins bucco-dentaires, et finissent par former un biofilm protecteur, ou « plaque », sur les dents. Dans la plaque, ces bactéries consomment les sucres des boissons ou des aliments, les convertissant en acides. Si la plaque est laissée en place trop longtemps, ces acides commencent à éroder l’émail des dents affectées, créant avec le temps des caries.
Dans des études antérieures sur le contenu bactérien de la plaque, les scientifiques ont identifié une variété d’autres espèces en plus de S. mutans. Ceux-ci comprennent des espèces de Sélénomonas, un groupe de bactéries « anaérobies », ne nécessitant pas d’oxygène, que l’on trouve le plus souvent sous la gencive en cas de maladie des gencives. Mais la nouvelle étude est la première à identifier un rôle causant la carie pour un Sélénomonas espèces.
Les chercheurs de l’UNC ont prélevé des échantillons de plaque sur les dents de 300 enfants âgés de 3 à 5 ans, dont la moitié avaient des caries, et, avec l’aide clé du laboratoire de Koo, ont analysé les échantillons à l’aide d’une gamme de tests avancés. Les tests comprenaient le séquençage de l’activité des gènes bactériens dans les échantillons, des analyses des voies biologiques impliquées par cette activité bactérienne, et même l’imagerie microscopique directe. Les chercheurs ont ensuite validé leurs découvertes sur un autre ensemble de 116 échantillons de plaque d’enfants de 3 à 5 ans.
Les données ont montré que même si S. sputigena n’est qu’une des nombreuses espèces bactériennes liées à la carie dans la plaque, en plus S. mutanset ne provoque pas de caries par lui-même, il a une capacité remarquable à s’associer avec S. mutans pour stimuler le processus carieux.
S. mutans est connu pour utiliser le sucre disponible pour construire des constructions collantes appelées glucanes qui font partie de l’environnement protecteur de la plaque. Les chercheurs ont observé que S. sputigena, qui possède de petits appendices lui permettant de se déplacer sur les surfaces, peut être piégé par ces glucanes. Une fois piégé, S. sputigena prolifère rapidement, utilisant ses propres cellules pour fabriquer des « superstructures » en forme de nid d’abeille qui encapsulent et protègent S. mutans. Le résultat de ce partenariat inattendu, comme l’ont montré les chercheurs à l’aide de modèles animaux, est une production fortement accrue et concentrée d’acide, ce qui aggrave considérablement la gravité des caries.
Les résultats, a déclaré Koo, montrent une interaction microbienne plus complexe qu’on ne le pensait et fournissent une meilleure compréhension de la façon dont les caries infantiles se développent – une compréhension qui pourrait conduire à de meilleures façons de prévenir les caries.
« Perturber ces protecteurs S. sputigena des superstructures utilisant des enzymes spécifiques ou des méthodes de brossage des dents plus précises et efficaces pourraient être une approche », a déclaré Koo.
Les chercheurs prévoient maintenant d’étudier plus en détail comment cette bactérie mobile anaérobie se retrouve dans l’environnement aérobie de la surface de la dent.
« Ce phénomène dans lequel une bactérie d’un type d’environnement se déplace dans un nouvel environnement et interagit avec les bactéries qui y vivent, construisant ces superstructures remarquables, devrait intéresser les microbiologistes », a déclaré Koo.
