Diese Gene „produzieren“ Karies

Die Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern des Broad Institute und des Mass General Brigham hat einen überraschend großen Einfluss der menschlichen Genetik auf die Anzahl der Mikroorganismen im Mundraum festgestellt. Die Forschenden entdeckten Wechselwirkungen zwischen dem menschlichen Genom und der DNA des oralen Mikrobioms. Die in Nature veröffentlichte Studie analysiert den Autoren zufolge den bisher größten Datensatz oraler Mikrobiomprofile.

Das Team charakterisierte das orale Mikrobiom von 12.519 Personen durch die erneute Analyse von Sequenzierungsdaten des gesamten Genoms , die aus zuvor sequenzierter, aus Speichel gewonnener DNA stammten. Die Wissenschaftler bestimmten die Häufigkeit von 439 Bakterienarten im Mundraum und verglichen diese Daten mit dem menschlichen Genom. Dabei identifizierten sie elf Genregionen (davon 10 neu), die mit die mit Variationen in der Zusammensetzung des oralen Mikrobioms korrelierten.

„Es scheint also eine starke Wechselwirkung zwischen der menschlichen Genetik und dem oralen Mikrobiom zu geben."

Erstautor Nolan Kamitak

Die Forschenden identifizierten im Ergebnis zahlreiche spezifische humane Genvarianten, die zur Diversität der oralen Mikrobiome verschiedener Personen beitragen. Die Vielzahl dieser Effekte deutet auf einen größeren Einfluss der menschlichen Genetik auf das orale Mikrobiom als auf das Darmmikrobiom hin, möglicherweise weil Wirtszellen im Mund direkter mit Bakterien interagieren – im Gegensatz zu Darmzellen, die typischerweise durch eine Schleimhautbarriere geschützt sind.

Die Forscher nutzten außerdem Daten der UK Biobank, um zu analysieren, wie die Wechselwirkungen zwischen Mensch und Bakterien die Mundgesundheit beeinflussen. Einer der stärksten Zusammenhänge betraf das AMY1 -Gen, das für ein im Speichel vorkommendes Verdauungsenzym kodiert, welches Stärke in Zucker spaltet. Das Team entdeckte einen Zusammenhang zwischen der Anzahl der Kopien dieses Gens im Genom einer Person und einer Veränderung der Häufigkeit von über 40 oralen Bakterienarten, von denen viele sich von Zucker ernähren und mit der Zeit Zahnbelag bilden.

Auf Grundlage ihrer Biobankdatenanalyse stellten sie fest, dass dieselbe Variation im AMY1-Gen mit einer Zunahme der Verwendung von Zahnprothesen korrelierte, was darauf hindeutet, dass eine größere Anzahl von Kopien des Gens zu einer höheren Kariesrate führen kann, indem die Ökologie der Mundflora verändert wird.

„Die Häufigkeit vieler Bakterienarten in unserem Mund wird stark von der Genetik beeinflusst“, resümiert Studienleiter Dr. Po-Ru Loh, Mitglied des Broad Institute und außerordentlicher Professor für Medizin an der Harvard Medical School sowie in der Abteilung für Genetik der Medizinischen Fakultät des Mass General Brigham. „Wir wissen, dass sich die mikrobielle Umgebung im Mund aufgrund vieler Faktoren deutlich von Mensch zu Mensch unterscheidet, dabei spielt die Genetik eine sehr wichtige Rolle.“