Ученые придумали, как бороться с кариесом с помощью «хороших» бактерий

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли работают над новым способом борьбы с кариесом — с помощью «хороших» бактерий, которые смогут вытеснять вредные микроорганизмы в полости рта. Профессор Вэньцзюнь Чжан и ее команда изучают микробиом ротовой полости — сообщество из сотен видов бактерий, многие из которых образуют зубной налет. Вместо того чтобы сосредоточиться на отдельных видах или штаммах, исследователи сканируют ДНК всех бактерий в поисках генетических кластеров, связанных с развитием кариеса.

В недавней статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences ученые сообщили об открытии такого кластера генов. Он производит две молекулы, которые помогают бактериям — как полезным, так и вредным — слипаться и образовывать прочную биопленку на зубах.

«Отдельные штаммы, принадлежащие к одному и тому же виду, могут быть патогенными или пробиотическими», — поясняет профессор Чжан.

Исследователи обнаружили, что этот генетический кластер присутствует не во всех штаммах бактерий, даже среди известных патогенов, таких как Streptococcus mutans — это главный виновник кариеса.

Открытие подсказало новую идею: внедрить эти гены в полезные бактерии, чтобы они могли лучше прикрепляться к зубам и вытеснять кислотопродуцирующие микроорганизмы.

Открытие было сделано с помощью статистического анализа метагеномных данных микробных сообществ ротовой полости добровольцев. Аспирантка МакКенна Яо культивировала бактерии и идентифицировала метаболиты — небольшие молекулы, которые действуют как «клей» и «веревки», помогая бактериям объединяться в сообщества. Обнаруженный кластер содержит около 15 сегментов ДНК. Чжан называет такие системы «специализированным метаболизмом», поскольку они производят сложные молекулы — подобно тому, как почвенные бактерии производят антибиотики.

«Эти специализированные метаболиты определенным образом повышают выживаемость», — отмечает Яо. — Они помогают бактериям вытеснять конкурентов и защищать ресурсы».

Роль таких метаболитов в микробиоме человека до сих пор мало изучена. Два года назад команда Чжан уже обнаружила в бактериях полости рта кластер генов, производящий неизвестный антибиотик.  

Одним из кандидатов на роль пробиотика может стать Streptococcus salivarius — бактерия, которая уже продается как средство для здоровья полости рта, но плохо прикрепляется к зубам.

Ученые предлагают «вооружить» ее молекулами для формирования прочной биопленки, чтобы повысить эффективность. При этом исследователи подчеркивают: пока лучший способ борьбы с зубным налетом — регулярная чистка.

«Мы только начинаем понимать, насколько сложна микрофлора полости рта», — заключает Яо.