В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, ученые из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) обнаружили, что патогенные бактерии, ответственные за разрушение зубов, скрываются под сахарами и другими бактериями в виде короны, которая помогает им уклоняться от противомикробных препаратов и концентрировать вредные для зубов кислоты.
Изучение бактерий в чашке Петри или пробирке дало представление о том, как они функционируют и, в некоторых случаях, способствуют заболеванию. Но этот метод упускает важные детали о том, как бактерии действуют в реальном мире. Используя трансляционный метод, исследователи изобразили бактерии, которые вызывают разрушение зубов в трех измерениях в их естественной среде. Это так называемая липкая биопленка, известная как зубной налет, образовавшаяся в кариозных полостях.
Ученые обнаружили, что Streptococcus mutans, основной вид бактерий, ответственный за разрушение зубов, заключен в защитное многослойное сообщество других бактерий и полимеров, образующих уникальную пространственную организацию. Исследователи использовали комбинацию конфокальной и сканирующей электронной микроскопии сверхвысокого разрешения с вычислительным анализом для анализа расположения S. mutans и других микроорганизмов из неповрежденной биопленки на зубах. Эти методы позволили команде исследовать биопленку слой за слоем, получая трехмерную картину конкретных архитектур. Исследователи обнаружили, что S. mutans в зубном налете чаще всего появлялся особым образом: располагался насыпью на поверхности зуба. В то время как S. mutans сформировал внутреннее ядро круглой архитектуры, другие комменсальные бактерии, такие как S.ralis, образовывали дополнительные внешние слои, точно расположенные в виде короны. Поддерживанием и разделением этих слоев служил внеклеточный каркас, изготовленный из сахаров, продуцируемых S. mutans, которые эффективно инкапсулировали и защищали вызывающие заболевания бактерии.
Чтобы узнать больше о том, как структура влияет на функцию биопленки, исследовательская группа попыталась воссоздать естественные образования бляшек на поверхности, похожей на зуб, в лаборатории, используя S. mutans, S.ralis и раствор сахара. Ученые успешно вырастили грушевидную архитектуру, а затем измерили уровни кислоты и связанной с ними деминерализации. Исследователи обнаружили, что округлые участки идеально соответствуют деминерализованным и высоким уровням кислотности на поверхности эмали. Это отражает то, что клиницисты видят, когда обнаруживают кариес: акцентированные области декальцинации, известные как белые пятна. Куполообразная структура могла бы объяснить, как начинают возникать кариозные полости.
Авторы другого исследования утверждают, что обычно используемая жидкость для полоскания рта может повредить зубы.
