Innovatieve toepassing van kleine moleculen voor beïnvloeding pathogeniciteit tandplaque

View the english summary Open PDF (1.29 MB)

Huidige preventiemaatregelen tegen orale infectieziekten zijn veelal gericht op verwijdering van tandplaque en het stimuleren van een gezonde leefstijl. In dit in-vitro-onderzoek wordt een derde preventiemethode onderzocht: tandplaque gezond houden met behulp van kleine moleculen. Als model voor tandplaque werden hiervoor in-vitro-biofilms gekweekt onder condities die pathogene eigenschappen induceren. Het effect van erythritol en andere kleine moleculen op pathogene eigenschappen en de microbiële samenstelling van de biofilm werd bestudeerd. De suikervervanger erythritol en het molecuul 3-Oxo-N-(2-oxocyclohexyl)dodecanamine hadden geen klinisch relevant effect op de hoeveelheid gevormde biofilm. Wel verlaagde erythritol de gingivitisgerelateerde proteaseactiviteit van de biofilm, terwijl 3-Oxo-N de cariësgerelateerde lactaatophoping blokkeerde. Daarnaast zorgden beide stoffen ervoor dat de biofilm een jonge, niet-pathogene microbiële samenstelling behield. In vitro kan de samenstelling van tandplaque dus positief worden beïnvloed met behulp van kleine moleculen. Meer onderzoek is nodig voordat deze beïnvloeding van tandplaquesamenstelling in de praktijk kan worden toegepast.

Wat weten we?
Orale infectieziekten worden veroorzaakt door bacteriën die in plaque in de mond leven. Oude tandplaque is daarbij schadelijker dan jonge tandplaque. Vroegtijdige verwijdering van plaque door middel van goede mondhygiëne is daarom noodzakelijk om het mondmilieu gezond te houden.
Wat is nieuw?
Door toevoeging van kleine moleculen, zoals erythritol en 3-Oxo-N, is het mogelijk in vitro de tandplaque jong van samenstelling te houden. Ook onderdrukken de moleculen de pathogene eigenschappen van de tandplaque.
Praktijktoepassing
Het toepassen van kleine moleculen in de dagelijkse mondverzorging kan mogelijk bijdragen aan een gezonder mondmilieu. Gedegen in-vivo vervolgonderzoek is nodig om meer inzicht te geven in de juiste gebruiksvorm en dosering van deze moleculen.

Inleiding

Preventie van orale infectieziekten is een belangrijk aspect van tandheelkundige zorg. De voornaamste doelen hierbij zijn op dit moment het benadrukken en stimuleren van een goede mondverzorging en voorlichting geven over een gezonde leefstijl. Mondverzorging is gericht op het verwijderen van tandplaque, terwijl een gezonde leefstijl moet leiden tot een gezond oraal milieu waar pathogene micro-organismen minder kans krijgen om te floreren.

Direct na het mechanisch verwijderen van tandplaque hechten nieuwe micro-organismen aan de pellicle op het tandoppervlak. Deze pellicle wordt gevormd door glycoproteïnen in het speeksel die een dunne film op de gebits­elementen vormen. Binnen enkele minuten vormen de micro-organismen aan deze pellicle microkolonies. Verschillende micro-organismen nestelen zich in deze microkolonies en beginnen met de vorming van een slijmlaagje. Deze jonge plaque (ook wel biofilm genoemd) bestaat veelal uit aerobe, suiker consumerende (saccharolytische) bacteriën en is nauwelijks schadelijk voor de gastheer.

De bacteriën in deze jonge tandplaque gaan delen waardoor deze dikker wordt. Hierdoor ontstaan er in de tandplaque verschillende microniches waar nieuwe bacteriesoorten kunnen floreren. Zuur producerende (acidogene) bacteriën zetten beschikbare suikers om in verschillende zuren, met een verlaging van de zuurgraad in het mondmilieu tot gevolg. Deze acidogene bacteriën met een hoge tolerantie voor een zuur milieu floreren onder deze condities met een nog hogere zuurproductie tot gevolg. Tegelijkertijd worden niet-acidogene bacteriesoorten geremd in hun groei. Dit resulteert in een onbalans in de plaquesamenstelling en kan leiden tot het ontstaan van wittevleklaesies en uiteindelijk tot caviteiten (Marsh, 1994).

Bij het verouderen van tandplaque ontstaan er anaerobe microniches, waardoor strikt anaerobe bacteriën deel gaan uitmaken van de tandplaque. Daarnaast stimuleert deze oudere plaque het immuunsysteem van de gastheer waardoor er in toenemende mate gingivale creviculaire vloeistof wordt uitgescheiden. Deze ijzer- en eiwitrijke vloeistof voorziet de biofilm van nieuwe voedingsstoffen waardoor eiwit consumerende (proteolytische) bacteriën zich vestigen in de tandplaque. Deze strikt anaerobe, proteolytische bacteriën zoals Porphyromonas gingivalis zijn gelinkt aan het ontstaan van gingivitis en parodontitis (Marsh, 1994).

Het kan een goede aanvulling van de huidige preventiemaatregelen zijn in de toekomst de tandplaque in een jonge toestand te kunnen houden, vrij van pathogene eigenschappen als zuurproductie en proteaseactiviteit. In het hier beschreven in-vitro-onderzoek is gekeken naar de mogelijkheden om pathogene eigenschappen te onderdrukken met behulp van toegevoegde moleculen. De tandplaque in-vitro wordt in dit artikel verder aangeduid als biofilm. Onderzocht is wat het effect van de suikervervang­er erythritol op de aan gingivitis gerelateerde protease­activiteit en de samenstelling van gingivitis-gerelateerde biofilms (intermezzo 1) (Janus et al, 2017). Daarnaast is onderzocht of verschillende moleculen waarvan bekend is dat ze de communicatie in bacteriën kunnen verstoren (quorum sensing inhibitor moleculen) een effect hebben op de aan cariës gerelateerde zuurproductie en de samenstelling van cariogene biofilms (Janus et al, 2016).

Intermezzo. Erythritol en mondgezondheid
Erythritol is een suikeralcohol (polyol) die van nature in lage concentraties voorkomt in onder andere paddenstoelen, meloenen, perziken en gefermenteerde producten. Deze polyol (1,2,3,4-butanetetrol, C4H10O4) heeft ongeveer 70% van de zoetheid van tafelsuiker en bevat een veel lagere calorische waarde dan andere polyolen als xylitol, sorbitol en manitol. Erythritol wordt door het lichaam opgenomen in de dunne darm en induceert daardoor zelfs in hoge dosis geen kramp of diarree. Omdat ons lichaam erythritol niet kan metaboliseren, heeft het een zeer lage calorische waarde en wordt het uitgescheiden via de urine. Er zijn geen negatieve effecten bekend van het gebruik van lage concentraties erythritol (Storey et al, 2007) Er is veel onderzoek gedaan naar het effect van polyolen op cariës. Polyolen, waaronder erythritol, kunnen niet door orale bacteriën worden gemetaboliseerd. Dit verlaagt sterk de zuurproductie en daarmee de cariogeniciteit van de tandplaque (Bradshaw en Marsh, 1994). Klinisch onderzoek heeft aangetoond dat erythritol na 6 maanden dagelijks gebruik zowel de totale hoeveelheid tandplaque, als de aanwezigheid van de sterk aan cariës gerelateerde bacterie Streptococcus mutans verlaagt (Mäkinen et al, 2005). Daarnaast zorgt erythritol voor een verlaging van verschillende zuren in de tandplaque (­Runnel et al, 2013). Gebruik van erythritol kan dus een positieve bijdrage leveren aan het reduceren van cariës.

 17ntvt169_intermezzo_1.jpg

 Afb. intermezzo. Erythritol.

 Materiaal en methoden

Voor het kweken van model biofilm (tandplaque in-vitro) is het Amsterdam Active Attachment model met glas als aanhechtingsoppervlak gebruikt (Exterkate et al, 2010). De biofilms werden gekweekt in kunstmatig speeksel­medium onder anaerobe groeicondities.

Beïnvloeden van proteaseactiviteit van gingivitis biofilms

Voor het kweken van gingivitisgerelateerde biofilms werd speeksel van 20 vrijwilligers afgenomen. Van het speeksel van elke vrijwilliger werden gedurende 9 dagen 4 verschillende biofilms gekweekt (afb. 1). Aan het medium werd serum toegevoegd als analoog voor gingivale creviculaire vloeistof. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat serum de proteaseactiviteit van de biofilms verhoogt (Janus et al, 2015), een eigenschap die sterk gerelateerd is aan gingivitis en parodontitis (Kolenbrander et al, 2010). De biofilms groeiden in continue aanwezigheid van 0% (controlegroep), 5% of 10% erythritol (Janus et al, 2017). Na 9 dagen werd de mate van biofilmgroei bepaald aan de hand van het aantal kolonievormende eenheden (KVE’s) (Exterkate et al, 2010). Hiervoor werden de biofilms door middel van sonificatie in suspensie gebracht, serieel verdund, op voedingsbodems gegroeid, en werden de KVE’s geteld. De proteaseactiviteit in het gebruikte medium werd bepaald met behulp van fluorescente proteasesubstraten (Kaman et al, 2012). Zodra een proteasesubstraat kapot wordt geknipt door een protease, geven de brokstukken een fluorescent signaal af. Bij een hogere proteaseactiviteit van de tandplaque worden er meer proteasesubstraten geknipt en wordt het fluorescente signaal sterker. Dit duidt op een gingivitis inducerende biofilm. Omgekeerd duidt een lage proteaseactiviteit op een niet-pathogene biofilm. Door gebruik te maken van verschillende proteasesubstraten, kon zowel de totale proteaseactiviteit als gingipain-proteaseactiviteit,specifiek voor Porphyromonas gingivalis, worden gemeten.

Afb. 1. Experimentele opzet voor het bestuderen van het effect van erythritol en 3-Oxo-N op in-vitrobiofilms.

Beïnvloeden van lactaatproductie orale biofilms

Voor het kweken van cariogene biofilms werd speeksel van 10 vrijwilligers gemixt en groeiden gedurende 2 tot 4 dagen onder anaerobe condities (afb. 1). Om de cariogene eigenschappen van de biofilms te stimuleren werd er sacharose aan het medium toegevoegd (Janus et al, 2015). De biofilms groeiden in continue aanwezigheid van 3 verschillende ‘quorum sensing inhibitor’ moleculen om de effectiviteit van de verschillende moleculen te testen. Aan de controlegroep werd alleen het oplosmiddel van de moleculen toegevoegd (Janus et al, 2016). Na 2 en 4 dagen werd de hoeveelheid gevormde biofilm bepaald door het aantal KVE’s vast te stellen zoals eerder beschreven.

De mate van cariogeniciteit van de biofilms werd bepaald door de hoeveelheid opgehoopt lactaat te bepalen. Een hoge lactaatophoping duidt op een cariogene biofilm, terwijl een lage lactaatophoping wijst op niet-cariogene biofilm. Voor deze bepaling werd de biofilm overgebracht naar een vers medium waaraan sacharose was toegevoegd, maar zonder de toegevoegde moleculen. Na 3 uur werd de hoeveelheid opgehoopt lactaat in het medium, het nettoresultaat van lactaatproductie en lactaatconsumptie, bepaald (Exterkate et al, 2010). Hiervoor werd gebruikgemaakt van een colorimetrische bepaling, waarbij de omzetting van lactaat naar pyruvaat door het enzym lactaatdehydrogenase is gekoppeld aan de omzetting van NAD+ naar NADH. De hoeveelheid gevormde NADH staat dus gelijk aan de hoeveelheid omgezet lactaat en kan gemeten worden bij een golflengte van 340 nm. Een van de moleculen, 3-Oxo-N-(2-oxocyclohexyl)dodecanamine, of kortweg 3-Oxo-N, had een zeer sterk remmend effect op de cariogeniciteit van de biofilm en zal daarom als enige verder worden behandeld in dit artikel.

Bacteriële samenstelling van de orale biofilms

Het effect van erythritol en 3-Oxo-N op de bacteriële samenstelling van de biofilms werd bepaald met behulp van ‘next generation sequencing’, ofwel het aflezen van grote hoeveelheden DNA. Hiervoor werd na het oogsten van de biofilms het DNA uit de bacteriën geïsoleerd en door te kijken naar het stabiele 16S-gen werden de bacteriën in de biofilms geclassificeerd en gekwantificeerd. Vervolgens werd de bacteriële samenstelling van de testgroepen (erythritol en 3-Oxo-N) vergeleken met de bacteriële samenstelling van de bijbehorende controlegroepen (Janus et al, 2016; Janus et al, 2017).

Statistiek

Een tweezijdige t-toets is gebruikt voor de statistische vergelijking van de KVE’s, het opgehoopte lactaat, de totale proteaseactiviteit en de specifieke proteaseactiviteit van de testgroepen met de bijbehorende controlegroep. In het onderzoek naar 3-Oxo-N zijn de 2 tijdstippen niet met elkaar vergeleken. Verschillen tussen de testgroep en de bijbehorende controlegroep werden statistisch significant beschouwd als p < 0,05.

Voor het vergelijken van de bacteriële samenstelling van de biofilms is een ‘permutational multivariate analysis of variance’ (PERMANOVA) uitgevoerd op de Bray-Curtis similarity-index. Deze index is een statistische methode om de overeenkomst in samenstelling (op basis van aantallen) tussen verschillende biofilms te kwantificeren. De groepen werden als verschillend beschouwd als p < 0,05. De dataset is logaritmisch (log2) getransformeerd, geordend via een principale componentanalyse en component 1 en 2 zijn uitgezet in een spreidingsdiagram voor een visuele weergave van de verschillen tussen de groepen.

De bacteriesoorten die het sterkst verschillen in relatieve aanwezigheid tussen de erythritol biofilms en de controles zijn bepaald met behulp van ‘Lineair Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe)’, een online applicatie voor de detectie van biomarkers in biologische datasets (Segata et al, 2011).

De bacteriesoorten die het sterkst verschillen in relatieve aanwezigheid tussen de 3-Oxo-N-biofilms en bijbehorende controles zijn bepaald aan de hand van de principale componenten die het sterkst verantwoordelijk zijn voor de scheiding van de 2 groepen.

Resultaten

Biofilmvorming en pathogene eigenschappen

Zowel erythritol als 3-oxo-N hadden een beperkt effect op de totale hoeveelheid gevormde biofilm. Voor beide testgroepen werd er iets minder biofilm gevormd dan in de controlegroepen (afb. 2, A en B). Een veel groter effect van erythritol en 3-oxo-N was te zien in de pathogene eigenschappen van de biofilms. Erythritol verlaagde de totale proteaseactiviteit van de gingivitisbiofilms met een kwart bij aanwezigheid van 5% erythritol in het groeimedium. Bij de biofilms gekweekt in 10% erythritol was de totale proteaseactiviteit zelfs de helft lager dan bij de controlegroepen (afb. 2C). De Porphyromonas gingivalis-specifieke proteaseactiviteit nam met gemiddeld 72% af in aanwezigheid van erythritol (afb. 2D) en dit wijst op een biofilm die geen gingivitis induceert. Het molecuul 3-Oxo-N had juist een groot effect op de cariogeniciteit. Biofilms gekweekt in aanwezigheid van 3-Oxo-N konden bijna geen lactaat meer produceren. Deze zeer sterke afname van lactaatproductie was zowel na 2 als na 4 dagen terug te zien (afb. 2E) en wijst op een niet-cariogene biofilm.

Afb. 2. Kolonievormende eenheden (KVE) van biofilms met 0%, 5% en 10% erythritol (A) en van biofilms met en zonder 3-Oxo-N (B), alsmede de pathogene eigenschappen van de biofilms: totale en Porphyromonas gingivalis-specifieke proteaseactiviteit van biofilms met 0%, 5% en 10% erythritol (C en D) en lactaatproductie van biofilms met en zonder 3-Oxo-N (E). * p < 0,05; ** p < 0,01; *** p <0,001.

Bacteriële samenstelling

De microbiële samenstelling van de gingivitisgerelateerde biofilms was significant verschillend tussen de 3 groepen (0%, 5% en 10% erythritol) (afb. 3, A en C). De controlegroepen zonder erythritol hadden een hogere diversiteit dan de biofilms gekweekt met 5% of 10% erythritol. De controlebiofilms bevatten meer Megasphaera, Fusobacterium, Leptotrichia, Selenomonas en Solobacterium in vergelijking tot beide testgroepen (afb. 3B). Prevotella kwam in hogere aantallen voor bij zowel 0% als 5% erythritol, en was minder aanwezig in de 10% erythritol biofilms. Erythritol zorgde daarentegen voor een hogere aanwezigheid van Streptococcus en Veillonella, deze soorten namen toe met toenemende concentraties erythritol.

Afb. 3. Bacteriële samenstelling van de biofilms gekweekt in aanwezigheid van 0%, 5% of 10% erythritol. Principale componentanalysediagram (A), bacteriesoorten die het meest verschillen tussen 0%, 5% or 10% erythritol, gesorteerd op de effectgrootte in LEfSe (B), Relatieve aanwezigheid van de 15 meest voorkomende genera (overige genera zijn gegroepeerd in ‘overige’) (C).

De microbiële samenstelling van biofilms gekweekt in aanwezigheid van 3-Oxo-N was significant verschillend van de controles (afb. 4, A en B). De 2 dagen oude controles bestonden voor 61% uit Streptococcus, tegenover 31% in de 3-Oxo-N-biofilms, terwijl de 3-Oxo-N-biofilms juist meer Actinobacillus (29% versus 5% in controlebiofilms) en Veillonella (36% versus. 31% in controles) bevatten (afb. 4C). Ook voor 4 dagen oude biofilm waren deze verschuivingen zichtbaar (afb. 3C). Daarnaast groeiden er in de 4 dagen oude controles ook Prevotella, Megasphaera, Solobacterium en Alloprevotella, die volledig afwezig waren in de 3-Oxo-N-biofilms.

Afb. 4. Bacteriële samenstelling van de biofilms gekweekt met en zonder 3-Oxo-N. Principale componentanalysediagram van 48 uur gekweekte biofilms (A), Principale componentanalysediagram van 96 uur gekweekte biofilms (B), Relatieve aanwezigheid van de 15 meest voorkomende genera (overige genera zijn gegroepeerd in ‘overige’) (C).

Discussie

Met dit onderzoek is aangetoond dat erythritol en 3-oxo-N een ­beperkt effect hebben op de samenstelling van in vitro gegroeide tand­plaque, dat ze de pathogene eigenschappen verminderen en dat ze de hoeveelheid gevormde biofilm verlagen (Janus et al, 2016; Janus et al, 2017). Hoewel de verschillen in hoeveelheid gevormde biofilm statistisch significant zijn, valt de biologische relevantie hiervan te betwijfelen. Alle individuele biofilms, ook die van de testcondities, bevatten meer dan 108 bacteriën, wat in de mond gelijk staat aan een dikke laag plaque.

Erythritol

Voor de groei van gingivitis biofilm is serum aan het medium toegevoegd om een proteolytische samenstelling van de biofilm te stimuleren. Ook de langere kweektijd van 9 dagen draagt bij aan de ontwikkeling van oude gingivitis biofilm. Toevoeging van erythritol aan de gingivitis biofilm zorgde voor een verlaagde totale en Porphyromonas gingivalis-specifieke proteaseactiviteit. Dit kan erop duiden dat de overgang van een jonge, veelal saccharolytische biofilm naar een oude, proteolytische biofilm wordt geremd door erythritol, en daarmee ook de ontwikkeling van gingivitis wordt geremd.

Naast de verlaging van de proteaseactiviteit, werd ook een lagere soortendiversiteit in de met erythritol gekweekte biofilms gevonden. Plaque van parodontitispatiënten heeft doorgaans een hogere soortendiversiteit dan plaque van gezonde mensen (Abusleme et al, 2013). Daar komt bij dat de controles veel Megasphaera, Solobacterium, Selenomonas en Leptotrichia bevatten, die gelinkt zijn aan parodontitis en gingivitis (Kumar et al, 2005; Colombo et al, 2009; Huang et al, 2011; Gonçalves et al, 2012; ). Deze soorten zijn compleet afwezig in de erythritolbiofilms. Ook Fusobacterium, een bekend verbindingsorganisme tussen jonge tandplaque en het rode cluster van parodontitisgerelateerde bacteriën, komt in hogere mate voor in de controles dan de erythritol biofilms (Kolenbrander et al, 2010). De microbiële samenstelling van de biofilms gekweekt met erythritol lijkt dus qua soort samenstelling meer op een jonge, voor de gastheer onschadelijke tandplaque.

Een hogere concentratie erythritol zorgt voor een sterker effect op de bacteriële samenstelling van de biofilms. Zo komt Prevotella, een bacterie die geassocieerd is met gingivitis, veel voor in de 0% en 5% erythritol biofilms, en in veel mindere mate als er 10% erythritol aanwezig is (Huang et al, 2011). De soorten Streptococcus en Veillonella nemen juist toe in hoeveelheid naar mate er meer erythritol aanwezig is. Deze laatste 2 soorten hechten makkelijk aan het tandoppervlak en komen veelvuldig voor in jonge tandplaque (Kolenbrander et al, 2010). Veroudering van de tandplaque lijkt dus geremd te worden door erythritol en een hogere concentratie zorgt voor een sterkere remming.

Een mogelijke verklaring hiervoor is de lagere proteaseactiviteit bij aanwezigheid van erythritol. Inhibitie van de proteaseactiviteit zorgt er mogelijk voor dat er minder eiwitfragmenten en aminozuren kunnen worden gevormd uit de eiwitten in het serum (Hashino et al, 2013). Hierdoor zijn er minder voedingsstoffen beschikbaar voor proteolytische bacteriën, karakteristiek voor oudere, schadelijke tandplaque, en behoud de biofilm een jonge soortensamenstelling. Uit de verminderde veroudering van de biofilms en de verlaging van de aan gingivitis gerelateerde proteaseactiviteit in vitro kan worden geconcludeerd dat erythritol in vivo mogelijk bijdraagt aan het niet-pathogeen houden van tandplaque.

3-Oxo-N

De suikers in ons dieet worden door orale bacteriën snel omgezet in zuren. Lactaat wordt als eerste gevormd en zorgt voor een sterke daling van de zuurgraad in de mond (Matsui en Cvitkovitch, 2010). Dit resulteert in demineralisatie van het tandoppervlak. Langdurige blootstelling aan een zuur milieu kan leiden tot wittevleklaesies en uiteindelijk tot de ontwikkeling van caviteiten. Een hoge mate van lactaatophoping is dus een indicatie voor de aanwezigheid van cariogene tandplaque. Omgekeerd duidt een lage lactaatophoping op niet-cariogene tandplaque. Frequente en sterke verzuring leidt op lange termijn ook tot een ecologische verandering van tandplaque. Saccharolitische bacteriën, waaronder Streptococcus, zijn verantwoordelijk voor de snelle omzetting van suiker in lactaat (De Soet et al, 1989). Het molecuul 3-Oxo-N zorgt voor een halvering van de Streptococcus in de biofilms ten opzichte van de controles. Deze halvering verklaart deels de verlaagde lactaatophoping. Behalve minder Streptococcus, bevat 3-Oxo-N-biofilm juist meer Veillonella, een bacteriesoort die lactaat consumeert (Distler en Kroncke, 1981). Vanwege de lactaatconsumptie en bijbehorende stijging van de zuurgraad wordt Veillonella beschouwd als een bacterie die bijdraagt aan een gezonde orale ecologie (Kara et al, 2006). Hoewel Veillonella geassocieerd wordt met cariëslaesies, zijn ze hier vooral te vinden door de hoge concentratie van hun belangrijkste voedselbron lactaat (Marsh, 1994). Naast een lichte toename in Veillonella, zien we ook een sterke toename in Actinobacillus. Het is momenteel nog onduidelijk wat dit precies voor invloed heeft op de biofilm.

De verschuiving naar minder Streptococcus en meer Veillonella zorgt voor een betere balans tussen de productie en consumptie van lactaat. Een dergelijke gebalanceerde samenstelling draagt bij aan het gezond houden van het mondmilieu doordat het de periode van lage pH verkort. Hierdoor blijft de samenstelling van de biofilms in balans, met zowel acidogene als niet-acidogene bacteriesoorten, wat de cariogeniciteit van de biofilms vermindert.

Naast het stimuleren van een gezondere balans in de biofilm, onderdrukt 3-Oxo-N ook de veroudering van de biofilm. Megasphaera en Solobacterium, beiden geassocieerd met verouderde tandplaque (Colombo et al, 2009), zijn na 4 dagen afwezig in de 3-Oxo-N biofilm, terwijl ze wel voorkomen in de controles. Hoewel het effect van 3-Oxo-N op de in-vitrobiofilm positief lijkt voor de gastheer, is een toepassing in de praktijk nog voorbarig. Zo is er niets bekend over de toxiciteit van deze verbinding voor de mens en is er meer onderzoek nodig om de juiste toedieningsvorm en –frequentie te bepalen.

Conclusie

Jonge plaque wordt gezien als minder schadelijk voor het mondmilieu dan oudere tandplaque. Dit onderzoek toont aan dat het mogelijk is om met kleine moleculen de veroudering van biofilms te remmen en zo de samenstelling van de biofilm jong en onschadelijk voor de gastheer te houden. Ook werd aangetoond dat het mogelijk is om het pathogene gedrag van de biofilm te verminderen, en hiermee de biofilm gezond te houden voor de gastheer.

Het beïnvloeden van tandplaque, hetzij door remming van de veroudering, hetzij door het verminderen van de pathogene eigenschappen, zou in de toekomst een aanvulling op de huidige preventieve maatregelen kunnen zijn. Dit in-vitro-onderzoek geeft hier een eerste aanzet voor, hoewel hier de invloed van de gastheer volledig buiten beschouwing is gelaten. Ook zijn in dit onderzoek de kleine moleculen continu aanwezig geweest tijdens de vorming van de in-vitrobiofilm, iets wat in vivo niet haalbaar is. Meer onderzoek is dus nodig om deze beïnvloeding van de plaquesamenstelling en pathogene eigenschappen ook in de praktijk toe te kunnen passen.

Literatuur

  • Abusleme L, Dupuy AK, Dutzan N et al. The subgingival microbiome in health and periodontitis and its relationship with community biomass and inflammation. ISME J 2013; 7: 1016-1025.
  • Bradshaw DJ, Marsh PD. Effect of sugar alcohols on the composition and metabolism of a mixed culture of oral bacteria grown in a chemostat. Caries Res 1994; 28: 251-256.
  • Colombo AP, Boches SK, Cotton SL et al. Comparisons of subgingival microbial profiles of refractory periodontitis, severe periodontitis, and periodontal health using the human oral microbe identification microarray. J Periodontol 2009; 80: 1421-1432.
  • Distler W, Kroncke A. The lactate metabolism of the oral bacterium Veillonella from human saliva. Arch Oral Biol 1981; 26: 657-661.
  • Exterkate RA, Crielaard W, Cate JM ten. Different response to amine fluoride by Streptococcus mutans and polymicrobial biofilms in a novel high-throughput active attachment model. Caries Res 2010; 44: 372-379.
  • Goncalves LF, Fermiano D, Feres M et al. Levels of Selenomonas species in generalized aggressive periodontitis. J Periodontal Res 2012; 47: 711-718.
  • Hashino E, Kuboniwa M, Alghamdi SA et al. Erythritol alters microstructure and metabolomic profiles of biofilm composed of Streptococcus gordonii and Porphyromonas gingivalis. Mol Oral Microbiol 2013; 28: 435-451.
  • Huang S, Yang F, Zeng X et al. Preliminary characterization of the oral microbiota of Chinese adults with and without gingivitis. BMC Oral Health 2011; 11: 33.
  • Janus MM, Keijser BJ, Bikker FJ et al. In vitro phenotypic differentiation towards commensal and pathogenic oral biofilms. Biofouling 2015; 31: 503-510.
  • Janus MM, Crielaard W, Zaura E et al. A novel compound to maintain a healthy oral plaque ecology in vitro. J Oral Microbiol 2016; 8: 32513.
  • Janus MM, Volgenant CMC, Brandt BW et al. Effect of erythritol on microbial ecology of in vitro gingivitis biofilms. J Oral Microbiol 2017; 9: 1337477.
  • Kaman WE, Galassi F, Soet JJ de et al. Highly specific protease-based approach for detection of Porphyromonas gingivalis in diagnosis of periodontitis. J Clin Microbiol 2012; 50: 104-112.
  • Kara D, Luppens SB, Cate JM ten. Differences between single- and dual-species biofilms of Streptococcus mutans and Veillonella parvula in growth, acidogenicity and susceptibility to chlorhexidine. Eur J Oral Sci 2006; 114: 58-63.
  • Kolenbrander PE, Palmer RJ, Jr., Periasamy S, Jakubovics NS. Oral multispecies biofilm development and the key role of cell-cell distance. Nat Rev Microbiol 2010; 8: 471-480.
  • Kumar PS, Griffen AL, Moeschberger ML, Leys EJ. Identification of candidate periodontal pathogens and beneficial species by quantitative 16S clonal analysis. J Clin Microbiol 2005; 43: 3944-3955.
  • Mäkinen KK, Saag M, Isotupa KP et al. Similarity of the effects of erythritol and xylitol on some risk factors of dental caries. Caries Res 2005; 39; 207-215.
  • Marsh PD. Microbial ecology of dental plaque and its significance in health and disease. Adv Dent Res 1994; 8: 263-271.
  • Matsui R, Cvitkovitch D. Acid tolerance mechanisms utilized by Streptococcus mutans. Future Microbiol 2010; 5: 403-417.
  • Runnel R, Mäkinen KK, Honkala S, et al. Effect of three-year consumption of erythritol, xylitol and sorbitol candies on various plaque and salivary caries-related variables. J Dent 2013; 41: 1236-1244.
  • Segata N, Izard J, Walron L, et al. Metagenomic biomarker discovery and explanation. Genome Biol 2011; 12: R60.
  • Soet JJ de, Toors FA, Graaff J de. Acidogenesis by oral streptococci at different pH values. Caries Res 1989; 23: 14-17.
  • Storey D, Lee A, Bornet F, Brouns F. Gastrointestinal tolerance of erythritol and xylitol ingested in a liquid. Eur J Clin Nutr 2007; 61: 349-354.

     

Hartelijk dank voor uw reactie. Uw reactie zal in behandeling genomen worden en na controle worden geplaatst.

Info
bron
Ned Tijdschr Tandheelkd mei 2018; 125: 269-275
doi
https://doi.org/10.5177/ntvt.2018.05.17169
rubriek
Onderzoek en wetenschap
Bronnen
  • M.M. Janus1,2, C.M.C. Volgenant1,3, B.P. Krom1,2
  • Uit 1de afdeling Preventieve Tandheelkunde van het Academisch Centrum Tandheelkunde Amsterdam, 2het TI Food and Nutrition in Wageningen en 3de afdeling Orale Kinesiologie van het Academisch Centrum Tandheelkunde Amsterdam
  • Datum van acceptatie: 19 maart 2018
  • Adres: mw. dr. ir. M.M. Janus, ACTA, kamer 13N69, Gustav Mahlerlaan 3004, 1081 LA Amsterdam
  • marleenjanus@gmail.com
Multimedia bij dit artikel
Gerelateerd