Weitgehend unbekannter Karieserreger

US-Studenten sequenzieren Genom von Streptococcus sobrinus

Auch das Bakterium Streptococcus sobrinus verursacht Karies. US-Studenten haben jetzt das Genom für vier Stämme (SL1, NIDR 6715-7, NIDR 6715-15 und NCTC 10919) erfolgreich sequenziert. Die Genome ermöglichen Vergleiche zwischen S. sobrinus und anderen kariogenen Mikroben.

Was etablierten Forschern bislang nicht gelang, haben sie in nur einem Jahr geschafft: US-Studenten haben die Genome von vier Stämmen des Karieserregers Streptococcus sobrinus sequenziert. Adobe Stock - Kateryna_Kon

Wissenschaftler wissen, dass es neben Streptococcus mutans ein zweites schädliches Bakterium namens Streptococcus sobrinus gibt, das bei manchen Menschen die Karies beschleunigt, doch ist über diese Mikrobe nur wenig bekannt. Insgesamt 10 bis 14 Prozent der kariösen Läsionen gehen auf S. sobrinus zurück. Der Erreger ist mit den schlechtesten klinischen Ergebnissen assoziiert, insbesondere bei Kindern. Bisher existierte kein vollständiges oder Referenzgenom für einen S. sobrinus-Stamm.

10 bis 14 Prozent aller Läsionen gehen auf S. sobrinus zurück

Das Team von Assistenzprofessor Paul Jensen vom Department of Bioengineering, University of Illinois, hat jetzt das vollständige Genom von vier S.-sobrinus-Stämmen erfolgreich sequenziert. Jensen zufolge ist es schwierig, mit S. sobrinus im Labor zu arbeiten, darüber hinaus ist das Bakterium nicht in jedem Mund vorhanden, so dass die Forscher ihre Bemühungen im Laufe der Jahre darauf konzentrierten, das stabilere und vorherrschende S. mutans zu verstehen. S. mutans wurde 2002 sequenziert.

S. sobrinus und S. mutans kommunizieren. Aber wie?

"Obwohl es selten ist, produziert S. sobrinus Säure schneller und ist mit den schlechtesten klinischen Ergebnissen verbunden, besonders bei Kindern", konstatiert Jensen. "Wenn S. sobrinus zusammen mit S. mutans im Mund vorkommt, besteht die Gefahr einer grassierenden Karies - was bedeutet, dass es ein gewisses Maß an Kommunikation oder Synergie zwischen beiden Bakterien gibt, die wir noch nicht verstehen."

Laut Jensen senden S. mutans-Bakterien Fühler in Form eines Peptids aus, um herauszufinden, wie viele andere S. mutans-Zellen in der Nähe sind. Sobald die S. mutans-Zellen eine bestimmte Schwelle erreichen, greifen sie an und erzeugen ein Ungleichgewicht im Mund zwischen guten und schlechten Bakterien. Das führe zu einer schnellen Kariesbildung.

Seltener, aber schneller

"S. sobrinus hat dafür kein komplettes System", sagt Jensen. Die Forscher haben auch bestätigt, dass S. sobrinus vollständige Wege für das Quorum-Sensing fehlt. Das heißt, dass Bakterien in der Nähe befindliche Bakterien wahrnehmen und darauf reagieren und sich schließlich vermehren müssen. "Im Jahr 2018 überrascht es, dass wir eine ganze Spezies von Bakterien hatten, die Krankheiten verursacht, und kein vollständiges Genom davon. Doch ein ehrgeiziges Team von Studenten konnte die Sequenzierung innerhalb von einem Jahr abschließen!"

Die Autoren glauben, dass die hier vorgestellten vollständigen S. sobrinus-Genome ein wichtiger Schritt zum Verständnis der genetischen Grundlagen der Cariogenese von S. sobrinus sind.

Mia J. Sales, William G. Herbert, Yuting Du, Amitha S. Sandur, Naaman M. Stanley, Paul A. Jensen: Complete Genome Sequences of Streptococcus sobrinus SL1 (ATCC 33478 = DSM 20742), NIDR 6715-7 (ATCC 27351), NIDR 6715-15 (ATCC 27352), and NCTC 10919 (ATCC 33402), in: American Society for Microbiology Journals, published online July 26, 2018, DOI doi.org/10.1128/MRA.00804-18

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