Антибиотики теряют эффективность, а бактерии продолжают приспосабливаться и вырабатывать устойчивость. Но далеко не все микробы — враги: многие из них жизненно важны для человека. Поэтому ученые все чаще ищут способы не уничтожать микрофлору, а управлять ею. Новое исследование биологов и стоматологов из Университета Миннесоты доказывает, что вмешаться можно прямо в систему коммуникации бактерий. Работа опубликована в журнале npj Biofilms and Microbiomes.
Бактерии во рту — а их около 700 видов — постоянно обмениваются сигналами. Один из самых распространенных способов общения — молекулы N-ацилгомосеринлактонов (AHL). Команда исследователей решила выяснить, какую роль такие сигналы играют в формировании зубного налета и возможно ли «вскрыть» эту систему, чтобы предотвратить развитие болезней десен.
Ученые обнаружили, что AHL-сообщения активно посылают бактерии, живущие в условиях с доступом кислорода — например, над линией десен. Эти сигналы способны получать и их соседи, растущие в анаэробных зонах — под десной, где обычно развиваются патогены. Когда исследователи удаляли AHL из среды с помощью ферментов-лактонанс, сообщество микробов заметно менялось: становилось больше видов, связанных со здоровым состоянием полости рта.
Это наблюдение оказалось важным: вмешательство в бактериальную коммуникацию может не уничтожать микробов, а удерживать сообщество в благоприятной фазе.
«Появление зубного налета напоминает развитие леса: сначала его заселяют условно безопасные «пионеры» — Streptococcus и Actinomyces», — объяснил ведущий автор работы, профессор Микаэль Элиас. — «Позже приходят виды «красного комплекса», включая Porphyromonas gingivalis, и именно они запускают воспаление десен. Если нарушить химическую переписку между бактериями, можно предотвратить переход от здорового микробного сообщества к болезнетворному».
Особенно интересно, что роль AHL-сигналов меняется в зависимости от наличия кислорода. По словам соавтора работы Ракеша Сикдара, блокировка AHL в аэробных условиях усиливала присутствие полезных видов, а добавление AHL в анаэробных условиях — наоборот, способствовало росту опасных «поздних» колонизаторов. Это означает, что над и под линией десен сигнальные пути работают по-разному, и именно от этого может зависеть развитие пародонтита.
Следующим шагом станет изучение того, как работает эта «химическая почта» в разных зонах ротовой полости и у пациентов с разной степенью поражения десен. Ученые считают, что вмешательство в бактериальные сигналы способно лечить болезни не только рта, но и другие состояния, связанные с нарушением микробиома, включая некоторые виды рака.
Ранее была названа неочевидная причина появления микротрещин в зубах.