Ученые обнаружиили связь между микробиомом полости рта и естественной потерей альвеолярной кости

Результаты исследования, опубликованные Journal of Clinical Investigation, показали, что здоровый микробиом ротовой полости активизирует подмножество иммунных клеток в альвеолярной кости, что, в свою очередь, способствует развитию остеокластических клеток, которые отвечают за разрушение кости. Кроме этого ученые обнаружили, что уменьшение здорового микробиома полости рта с использованием антисептического средства для полоскания рта защищало от потери костной массы, демонстрируя прямую связь между микробиомом полости рта и естественной потерей альвеолярной костной массы.

Актуальность исследования

Становится все более очевидным, что микробиом человека — совокупность бактерий, вирусов и грибков, которые живут на нас и внутри нас, — влияют на наше здоровье. Недавние исследования продемонстрировали воздействие микробиома в регуляции иммунных клеток, которые влияют на здоровье костей. Чтобы узнать больше, исследователи из Медицинского университета Южной Каролины (Medical University of South Carolina) изучили влияние микробиома полости рта на альвеолярную кость.

Альвеолярная кость представляет собой уникальную костную ткань челюсти, в которой находятся и поддерживаются наши зубы.

Новизна исследования

«Альвеолярная кость отличается от другой костной ткани своей ролью в поддержании зубов», — заявил Чад Новинс (Chad Novince). «Что меня больше всего поражает, так это то, что мы смогли показать, что комменсальная микробиота полости рта модулирует связь между иммунными клетками и костными клетками, отдельно от других сообществ микробиоты, которые влияют на здоровье альвеолярных костей».

«Я думаю, что это действительно только начало понимания того, как комменсальный микробиом полости рта может регулировать здоровье и гомеостаз альвеолярных костей», — добавила Джессика Хэтуэй-Шрейдер (Jessica Hathaway-Schrader), первый автор этого исследования.

Материалы и методы исследования

Ранее ученые использовали мышей с определенной микробиотой и показали, что специфические комменсальные микробы в кишечнике могут влиять на нормальное развитие скелета и гомеостаз. В текущем исследовании ученые сосредоточились на полости рта — уникальном пространстве, в котором микроорганизмы находятся в непосредственной близости от нижележащей альвеолярной кости. Мало что было известно о том, как взаимодействие между микроорганизмами и иммунными клетками в полости рта, по сравнению с другими анатомическими участками, влияет на здоровье альвеолярной кости.

Чтобы более полно понять взаимодействие между микроорганизмами и иммунными клетками в полости рта, ученые впервые применили два новых метода. Первый метод включал инновационный сбор костного мозга из нижней челюсти мышей, что позволило провести углубленные исследования иммунных клеток в альвеолярной кости. Второй метод включал разработку нового способа уничтожения микроорганизмов из полости рта мышей. Команда использовала уникальную губку, наполненную хлоргексидином, антисептиком, используемым для лечения гингивита, для полоскания полости рта мышей.

С учетом этих инноваций команда использовала полоскание хлоргексидином для уничтожения комменсальной микробиоты полости рта. Подавление комменсальной микробной нагрузки в полости рта, не изменяя при этом комменсальную микробиоту в других местах, ослабляло иммунный ответ в альвеолярном костном мозге. Этот ослабленный иммунный ответ подавлял клетки остеокластов, резорбирующие кость, что оказывало общее защитное действие на потерю альвеолярной костной массы, которая естественным образом возникает из-за комменсальных микробов.

Результаты научной работы

Анализ костного мозга в нижних челюстях мышей показал, что подмножество иммунных клеток активировалось в присутствии комменсальных микроорганизмов полости рта. Одним из важных классов активированных иммунных клеток были дендритные клетки. Эти клетки действуют как часовые иммунной системы и предупреждают другие иммунные клетки о присутствии микробных захватчиков. Другими важными иммунными клетками, которые активировались в присутствии комменсальных микробов полости рта, были CD4+ хелперные Т-клетки. Эти клетки помогают координировать иммунный ответ во время инфекции. В конечном счете, эти иммунные клетки поддерживали остеокласты.

В совокупности эти данные свидетельствуют о четко скоординированном пути, по которому комменсальные микробы полости рта влияют на здоровье альвеолярных костей. Кроме того, уменьшение комменсальных микроорганизмов ротовой полости с помощью полосканий антисептиком полости рта предотвратило потерю альвеолярной костной массы, что может иметь важные клинические последствия в будущем.

Обсуждение результатов исследования

«Мы смогли показать, что комменсальная микробиота полости рта влияет на гомеостаз альвеолярной кости посредством остеоиммунных механизмов, которые отличаются от системного микробиома», — заявил Новинс. «Если мы сможем подавить здоровый микробиом полости рта до низких уровней, это может защитить от потери альвеолярной костной массы даже в состоянии здоровья».

Это первое исследование, которое показывает, что хлоргексидин уменьшает естественную потерю альвеолярной костной массы и предполагает, что антисептические полоскания полости рта могут поддерживать здоровье альвеолярных костей и гомеостаз. Чтобы гарантировать, что это потенциальное лечение является безопасным и эффективным, необходимы последующие исследования, направленные на лучшее описание взаимодействия между микробиомом, иммунными клетками и костью.

«Несмотря на то, что мы в целом подавляем микроорганизмы полости рта с помощью антисептического полоскания, будет важно определить, какие конкретные микроорганизмы действительно вызывают эту естественную потерю альвеолярной костной массы», — заключил Хэтуэй-Шрейдер. «Альвеолярная кость — это уникальная среда, и это первый шаг в понимании взаимодействия между микробами полости рта и иммунными клетками, важными для укрепления здоровья костей».

Авторы другого исследования утверждают, что изучение слюны поможет определить биологическое старение.