Parodontitis: So funktioniert der Biofilm

Um zu verstehen, wie eine Parodontitis entsteht, muss man die Aktivität des sie verursachenden Biofilms analysieren. Die Braunschweiger Wissenschaftler vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung untersuchten deshalb zehn Millionen aktive Gene der Sulci gingivalis. „Bei den Mikroorganismen handelt es sich sowohl um gut untersuchte Pathogene, als auch um solche, die bisher als Begleitflora betrachtet wurden und als harmlos galten“, sagt Prof. Irene Wagner-Döbler, Leiterin der Arbeitsgruppe Mikrobielle Kommunikation am HZI.

Sie und ihre Kollegen untersuchten in einer sogenannten Metatranskriptionsanalyse die Messenger-RNA sämtlicher aktiver Gene aller Bakterienarten des Sulcus gingivalis. „Entscheidend war dabei, dass wir die Genexpression in Bakteriengemeinschaften von Menschen mit Parodontitis mit derjenigen von gesunden Probanden verglichen haben“, sagt Wagner-Döbler.

Ergebnis: Das Bakterium Prevotella nigrescens verändert seine Rolle je nachdem, ob eine Paradontitis vorliegt oder nicht. „Sobald eine Parodontitis vorliegt, verwandelt sich das normalerweise harmlose P. nigrescens in ein „accessory pathogen“ und greift den Wirt an, genau wie die bereits bekannten Pathogene“, sagt Wagner-Döbler.

Eine weitere neue Erkenntnis betrifft das orale Bakterium Fusobacterium nucleatum, das häufig in Sulci gingivalis vorkommt. Man hatte vermutet, dass F. nucleatum in einem entzündeten Sulcus gingivalis giftige Buttersäure produziert und dadurch zur Parodontitis beiträgt. Die Analyse der Genexpression zeigte aber, dass F. nucleatum immer Buttersäure produziert, bei Gesunden ebenso wie bei Kranken.

Darüber hinaus identifizierten die Forschern Biomarker für Parodontitis: „Wir haben drei Gene gefunden, die regelmäßig eine besonders hohe Genexpression zeigten, wenn Patienten an Parodontitis erkrankt waren“, sagt Wagner-Döbler. Diese drei Biomarker wurden nun in einer großen Patienten-Kohorte validiert, um Parodontitis in einem frühen Stadium zu diagnostizieren. Anschließende Therapien könnten erfolgreicher verlaufen. 

Originalpublikation: Szymon P Szafrański , Zhi-Luo Deng, Jürgen Tomasch, Michael Jarek, Sabin Bhuju, Christa Meisinger, Jan Kühnisch , Helena Sztajer, Irene Wagner-Döbler. Functional biomarkers for chronic periodontitis and insights into the roles of Prevotella nigrescens and Fusobacterium nucleatum; a metatranscriptome Analysis. Biofilm and Microbiomes. 2015 Sep 23. 1:15017. DOI