Parodontitis is een ernstige tandvleesaandoening die wordt veroorzaakt door een onbalans in de bacteriën en andere micro-organismen in de mond (het orale microbioom). Het is de zesde meest voorkomende infectieziekte en de meest voorkomende oorzaak van tandverlies wereldwijd.
Monell Center-directeur en president Robert Margolskee, MD, PhD en celbioloog Marco Tizzano, doctoraat, samen met collega's van de Universiteit van Sichuan, ontdekte dat de nieuw geïdentificeerde cellen, bekend als solitaire chemosensorische cellen (SCC's), zijn aanwezig in het tandvlees van muizen. Hier brengen ze verschillende soorten smaakreceptoren tot expressie, samen met een stroomafwaarts koppelingseiwit dat gustducine wordt genoemd. SCC's zijn smaakachtige chemische detectoren die irriterende stoffen en bacteriën detecteren, en biologen hebben ze door de hele darm gevonden, urinewegen, neusholtes, en nu in het tandvlees.
Deze sensorische cellen kunnen een nieuwe benadering bieden voor gepersonaliseerde behandeling van parodontitis door het eigen aangeboren immuunsysteem van een persoon te gebruiken om hun orale microbioom te reguleren."
Robert Margolskee, Monell Center-directeur en president
Het team toonde aan dat het uitschakelen van smaaksignalerende moleculen zoals gustducine of het genetisch verwijderen van gom-SCC's bij de muizen leidt tot overgroei van pathogene orale bacteriën en parodontitis. Omgekeerd, het stimuleren van bittere smaakreceptoren in SCC's bevordert de productie van antimicrobiële moleculen.
Muizen zonder gustducine in hun SSC's hebben een meer schadelijke reeks microben die in hun mond leven in vergelijking met normale muizen, wat impliceert dat het ontbreken van gustducine het moleculaire signaal van de schildwachtcellen verbreekt met andere systemen. belangrijk, verschillen in de orale bacteriële samenstelling van de gustducine-loze muizen in vergelijking met normale muizen traden op vóór enig verlies van bot in het tandvlees, wat impliceert dat verschillen in het orale microbioom kunnen worden gebruikt als een voorbode van ziekte.
In eerdere studies met andere weefsels, onderzoekers ontdekten dat het activeren van de bittere smaakreceptor TAS2R38, die wordt uitgedrukt in menselijke nasale SCC's, stimuleert de secretie van antimicrobiële peptiden (AMP's) die de groei van respiratoire pathogenen onderdrukken. Om de effecten van herhaalde stimulatie van tandvlees-SCC's op parodontitis (en de afgifte van tandvlees-AMP's) in de huidige studie te onderzoeken, de onderzoekers brachten twee keer per dag een mondspoeling met de ultrabittere stof denatonium aan op het tandvlees van de muizen. Dit activeerde gom-SCC's en hun antimicrobiële moleculen, die parodontitis bij normale muizen verminderde, maar niet bij de parodontitisgevoelige dieren zonder gustducine.
Na ontvangst van het denatonium, normale muizen vertoonden een verhoogde afgifte van een AMP genaamd β-defensine, die werd geproduceerd in meer dan tweemaal de niveaus die werden waargenomen bij controlemuizen die alleen met zoutoplossing voor mondwater werden behandeld. Anderzijds, toen de gustducine-loze muizen denatonium mondspoeling kregen, er was geen effect op het niveau van β-defensine.
"Onze studie voegt toe aan een groeiende lijst van weefsels waarvan we nu weten dat ze SCC's bevatten en geeft aan dat de gemeenschappelijke moleculaire routes in SCC's van het tandvlees betrokken zijn bij de regulatie van orale microbiota, "zei Tizzano. "Bij gebrek aan smaaksignalering in het tandvlees, het orale microbioom veranderde bij muizen zonder gustducine."
Uit deze dierstudie en ongepubliceerd werk bij mensen, het team verwacht dat gom-SCC's bij mensen een vergelijkbare rol spelen bij het reguleren van de samenstelling van het orale microbioom, merkt co-auteur Xin Zheng op, een tandwetenschappelijk onderzoeker van het National Clinical Research Center for Oral Diseases, West-China Ziekenhuis voor Stomatologie. Ze vermoeden dat, aangezien genetische verschillen in smaakreceptoren vaak worden gedetecteerd bij mensen, met name functieverlies van de bittere smaakreceptor TAS2R38, de disfunctie van smaakreceptor-gemedieerde aangeboren immuunresponsen zou kunnen worden gebruikt voor screening aan de tandartsstoel voor personen die mogelijk het meest vatbaar zijn voor orale infectieziekten.