به گزارش اطلاعات آنلاین، باکتری‌ها در سازگاری فوق‌العاده خوب هستند. این توانایی به آنها کمک می‌کند تا در شرایط متغیر زنده بمانند، اما وقتی گونه‌های مضر در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها و ضدعفونی‌کننده‌ها مقاوم می‌شوند، می‌تواند مشکلاتی نیز ایجاد کند.

در عین حال، باکتری‌ها صرفاً دشمنانی برای از بین بردن نیستند. بسیاری از گونه‌ها، از جمله صدها میکروب مختلف که در دهان زندگی می‌کنند، نقش‌های مهمی در سلامت انسان ایفا می‌کنند. این موضوع یک احتمال جذاب را مطرح می‌کند: آیا دانشمندان می‌توانند به جای تلاش برای کشتن باکتری‌ها، بر نحوه رفتار آنها تأثیر بگذارند و جوامع میکروبی سالم‌تری را تشویق کنند؟

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این امر ممکن است. دانشمندانی که پلاک دندان را مطالعه می‌کنند، دریافتند که تداخل در سیگنال‌های شیمیایی که باکتری‌ها برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند، می‌تواند گونه‌های رشد یافته را تغییر دهد و به طور بالقوه جامعه را به سمت باکتری‌های مرتبط با سلامت دهان و دندان بهتر سوق دهد.

نحوه ارتباط باکتری‌ها در دهان

دهان انسان تقریباً ۷۰۰ گونه باکتری را در خود جای داده است. این میکروب‌ها صرفاً در کنار یکدیگر رشد نمی‌کنند. بسیاری از آنها سیگنال‌های شیمیایی را از طریق فرآیندی به نام سنجش حد نصاب رد و بدل می‌کنند.

سنجش حد نصاب به باکتری‌ها اجازه می‌دهد تا تعداد سلول‌های همسایه موجود را تشخیص دهند و رفتارهای گروهی را هماهنگ کنند. برخی از باکتری‌های دهان با استفاده از مولکول‌هایی به نام N-acyl homoserine lactones (AHLs) ارتباط برقرار می‌کنند.

محققان دانشکده علوم زیستی و دانشکده دندانپزشکی بررسی کردند که چگونه این سیگنال‌ها پلاک دندانی را شکل می‌دهند. هدف آنها تعیین این بود که آیا می‌توان ارتباط باکتریایی را برای کمک به حفظ میکروبیوم سالم‌تر دهان دستکاری کرد یا خیر.

میکروبیوم دهانی به جامعه میکروارگانیسم‌هایی که در دهان زندگی می‌کنند اشاره دارد. هنگامی که این جامعه نامتعادل می‌شود، باکتری‌های بالقوه مضر می‌توانند غالب‌تر شوند و در شرایطی مانند بیماری پریودنتال نقش داشته باشند.

سیگنال‌های شیمیایی می‌توانند از خط لثه عبور کنند

محققان دریافتند که باکتری‌های موجود در پلاک دندانی، سیگنال‌های AHL را در محیط‌های هوازی (مانند بالای خط لثه) تولید می‌کنند؛ جایی که اکسیژن در دسترس است.

این پیام‌های شیمیایی همچنین می‌توانند توسط باکتری‌هایی که در محیط‌های بی‌هوازی (زیر خط لثه) هستند شناسایی شوند؛ جایی که سطح اکسیژن بسیار پایین‌تر است.

این ارتباط مهم بود زیرا شرایط زیر خط لثه می‌تواند به نفع باکتری‌های مرتبط با بیماری پریودنتال باشد.

این تیم همچنین از آنزیم‌های تخصصی به نام لاکتونازها برای حذف سیگنال‌های AHL استفاده کرد. لاکتونازها این مولکول‌های ارتباطی را تجزیه می‌کنند و به طور مؤثر در مکالمه باکتریایی اختلال ایجاد می‌کنند.

هنگامی که محققان سیگنالینگ AHL را مختل کردند، جامعه پلاک دندانی به سمت گونه‌هایی که ارتباط قوی‌تری با سلامت دهان و دندان دارند، تغییر جهت داد.

یافته‌های آنها نشان می‌دهد که آنزیم‌های با دقت انتخاب شده ممکن است روزی برای تغییر ترکیب پلاک دندانی و کمک به حفظ تعادل سالم‌تر میکروارگانیسم‌ها استفاده شوند.

پلاک دندانی مانند یک اکوسیستم رفتار می‌کند

پلاک دندانی به ترتیبی، بسیار شبیه به یک اکوسیستم جنگلی، ایجاد می‌شود. گونه‌های پیشگام مانند استرپتوکوک و اکتینومایسس، اولین ساکنان جوامع ساده هستند؛ آنها عموماً بی‌ضرر هستند و با سلامت دهان و دندان خوب مرتبط هستند. کلونی‌سازان دیرهنگام که به طور فزاینده‌ای متنوع هستند، شامل باکتری‌های "کمپلکس قرمز" مانند پورفیروموناس ژنژیوالیس هستند و به شدت با بیماری پریودنتال مرتبط هستند. با مختل کردن سیگنال‌های شیمیایی که باکتری‌ها برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند، می‌توان جامعه پلاک را دستکاری کرد تا باقی بماند یا به مرحله مرتبط با سلامت خود بازگردد.

به عبارت دیگر، پلاک دندان به مرور زمان تغییر می‌کند، نه اینکه به یکباره ظاهر شود. جوامع اولیه ممکن است حاوی باکتری‌های نسبتاً بی‌ضرری باشند، در حالی که جوامع پیچیده‌تر در نهایت می‌توانند شامل گونه‌هایی باشند که به شدت با بیماری لثه مرتبط هستند.

محققان امیدوارند که تداخل در ارتباط باکتریایی بتواند به جای تلاش برای از بین بردن کل جمعیت میکروبی، پلاک را به سمت یک حالت اولیه و سالم‌تر هدایت کند.

اکسیژن نحوه رفتار سیگنال های باکتریایی را تغییر می دهد

یکی از مهمترین یافته ها این بود که اثرات ارتباط باکتریایی به شدت به سطح اکسیژن بستگی دارد.

آنچه به‌ویژه قابل توجه است این است که چگونه دسترسی اکسیژن همه چیز را تغییر می‌دهد. محققان زمانی که سیگنال‌دهی AHL را در شرایط هوازی مسدود کردند، باکتری‌های مرتبط با سلامت بیشتری را دیدند. اما وقتی  AHL‌ها در شرایط بی‌هوازی اضافه شدند، رشد استعمارگران دیرهنگام مرتبط با بیماری افزایش یافتند. سنجش حد نصاب ممکن است نقش‌های بسیار متفاوتی در بالا و پایین خط لثه داشته باشد که پیامدهای عمده‌ای برای رویکرد محققان به درمان بیماری‌های پریودنتال دارد.

این تفاوت نشان می‌دهد که سیگنال‌های شیمیایی یکسان می‌توانند بر جوامع میکروبی به روش‌های بسیار متفاوتی بسته به محل وقوع آنها در دهان تأثیر بگذارند.

بالای خط لثه، جایی که اکسیژن فراوان‌تر است، سیگنال‌دهی AHL را مختل می‌کند که باکتری‌های مورد علاقه مرتبط با سلامت دهان و دندان هستند. در زیر خط لثه، افزودن آن سیگنال‌ها باعث شد تا گونه‌های مرتبط با بیماری در آینده مستعمره شوند.

یک استراتژی متفاوت برای پیشگیری از بیماری لثه

اکنون محققان می خواهند بررسی کنند که چگونه ارتباط باکتریایی در سراسر دهان و در بین افراد در مراحل مختلف بیماری پریودنتال متفاوت است.

به جای حمله گسترده به باکتری های دهان با درمان های ضد میکروبی، هدف بلندمدت یافتن راه هایی برای تأثیرگذاری بر تعادل خود جامعه میکروبی است.

درک نحوه ارتباط و سازماندهی جوامع باکتریایی ممکن است در نهایت ابزارهای جدیدی را برای جلوگیری از بیماری پریودنتال در اختیار قرار دهد - نه از طریق جنگ با همه باکتری‌های دهان، بلکه با حفظ تعادل میکروبی سالم از نظر استراتژیک.

این رویکرد در نهایت می تواند پیامدهایی فراتر از دندانپزشکی داشته باشد. عدم تعادل میکروبی مشابه که اغلب به نام میکروبیوم دیسبیوز نامیده می شود، در جای دیگری از بدن رخ می دهد و با طیف وسیعی از مشکلات سلامتی از جمله انواع خاصی از سرطان، مرتبط است.

محققان امیدوارند که یادگیری نحوه دستکاری ارتباطات باکتریایی در نهایت بتواند پایه ای برای درمان های طراحی شده برای هدایت جوامع میکروبی به سمت حالات سالم تر به جای اینکه به سادگی آنها را از بین ببرد، فراهم کند.

نتایج این تحقیق در نشریه npj Biofilms and Microbiomes منتشر شده است.