Utskrift från Malmö högskolas webbplats www.mah.se

Bacteria in dentine caries

Contact person: Anders Lager
Responsible: Dan Ericson
Co-workers: Gunnel Svensäter and Claes Wickström
Partner: Håkan Janson, Klinisk mikrobiologi, SUS, Lunds Universitet
Funding: Malmö Högskola, Patentmedelsfonden, Svenska Tandläkare-Sällskapet
Timeframe: 2003-06-01 -- 2012-01-01
Research profile: Oral hälsa
Faculty/Department: Faculty of Odontology
Subject: Odontologi

The dentine caries lesion contains a complex microbial ecosystem, consisting of a diversified microflora. This flora has the capacity to survive and propagate the carious lesion. Major ecological determinants are the acidity of the environment, the ability to produce acid, withstand fluctuating pH and fluctuating dietary sugar concentration, and the ability to utilize available nutrients in the lesion, such as glycoproteins from saliva and dentinal fluid. No single organism have the ability to single-handedly do all these things, but several species, acting in concert, may well do. We have studied the effects of caries excavation on the residual dentine caries flora in several locations within the dentine caries lesion (paper 1), using conventional and chemo-mechanical excavation methods. The results showed that both methods reduced the dentine caries flora immensely, but also that some bacteria always remain in the clinically caries free dentine, although in numbers so small that the ability to propagate the lesion ceased. We have also studied the aciduricity of dentine caries microbiota with traditional cultivation methods using pH-selective agars (paper 2). The results confirmed that the dentine caries microflora indeed was very diverse between subjects, and also showed that a wide range of microorganisms can withstand moderately acidic environments, and that these organisms have the combined ability to break down complex molecules (glycoproteins) found in saliva and dentinal fluid. The organisms contributed with some enzymatic factors each, but acting in concert, the range of sugars and proteins available for nourishment was greatly enhanced. The next step will be the study of a larger patient material, where the genotype of all sampled microbiota from each lesion will be determined using whole genome shotgun sequencing, thus enabling us to determine all species present, and their relative amounts. This has not been performed before. When the species composition in known, we will use the same technique and material to study the bacterial phenotype, by determining the mRNA activity of the microbiota, thus getting information on microbial activity in the dentine caries lesion. Another project, in collaboration with the University of Copenhagen is a multi-center RCT study (6 centers) comparing complete and stepwise excavation, and also direct pulp capping and partial pulpotomy (paper 3). In short, the results showed that stepwise excavation reduces the risk of pulpal exposure as compared to direct complete excavation, and that there is no difference in pulp vitality after direct pulp capping or partial pulpotomy after carious exposure.

Beskrivning på svenska

Dentinkaries innehåller ett komplext mikrobiellt ekosystem, med en diversifierad mikroflora. Denna flora har förmågan att överleva i och utvidga kariesskadan. Viktiga ekologiska faktorer är omgivningens surhet, förmågan att producera syra och att kunna anpassa sig till varierande pH, förmågan att kunna anpassa sig till varierande kostinducerad sockerkoncentration samt förmågan att kunna tillägna sig den näring som finns tillgänglig i kariesangreppet (t.ex. glykoproteiner från saliv och dentinvätska). Ingen enstaka organism har alla de egenskaper som krävs, men flera arter som agerar tillsammans, kan gemensamt ha denna förmåga. Vi har studerat effekten av konventionell och kemo-mekanisk kariesexkavering på den kvarvarande dentinkariesmikrofloran (paper 1). Resultaten visade att båda metoderna kraftigt reducerade antalet kvarvarande bakterier, men också att en del bakterier alltid kvarstår i det kliniskt friska dentinet. Vi har också studerat den syratåliga mikrofloran i dentinkaries med hjälp av konventionella odlingsmetoder på selektiva medier (paper 2). Resultaten bekräftade att dentinkariesmikrofloran starkt skiljde sig mellan olika kariesangrepp på olika individer, och att en stor grupp mikroorganismer hade förmåga att överleva i moderat sura miljöer. Dessutom hade dessa mikroorganismer som grupp förmågan att bryta ner komplexa molekyler (glykoproteiner), vilket ökade deras möjligheter att tillägna sig näring från saliv och dentinvätska. Nästa projekt kommer att inkludera ett nytt patientmaterial där alla insamlade mikroorganismers genotyp kommer att bestämmas med hjälp av ”whole genome shotgun sequencing”. Detta kommer att innebära att vi kan identifiera samtliga i dentinkariesangreppen ingående mikroorganismer och vi kommer också att kunna avgöra deras relativa antal. Detta har inte gjorts förut. När vi känner till den mikrobiella sammansättningen kommer vi att använda samma metod för att studera mikroorganismernas fenotyp, genom att analysera deras mRNA. På så sätt får vi en uppfattning om deras aktivitet i kariesskadan. Ytterligare ett projekt, i samarbete med Köpenhamns Universitet, är en multi-center RCT-studie, som syftar till att kliniskt jämföra två olika behandlingsmetoder vid exkavering av djup karies, och även jämföra två olika behandlingsmetoder vid pulpablotta vid djup karies (paper 3). I korthet visade resultaten att stegvis exkavering vid djup karies minskade risken för pulpablotta i jämförelse med direkt exkavering, samt att ingen skillnad avseende pulpavitalitet kunde påvisas vid direkt pulpaöverkappning eller partiell pulpotomi i samband med pulpablotta vid djup karies.

 

Publikationer

1. Cultivatable bacteria in dentine after caries excavation using rose-bur or Carisolv. Lager A*, Thornqvist E, Ericson D. Car Res 2003;37:206-211.
2. Microbiota in dentine caries cultivable on pH-selective agars. Lager A*, Wickström C, Ericson D, Svensäter G. In manuscript.
3. Treatment of deep caries lesions in adults: randomized clinical trials comparing stepwise vs. direct complete excavation, and direct pulp capping vs. partial pulpotomy. Bjørndal L*, Reit C, Bruun G, Markvart M, Kjældgaard M, Näsman P, Thordrup M, Dige I, Nyvad B, Fransson H, Lager A, Ericson D, Petersson K, Olsson J, Santimano EM, Wennström A, Winkel P, Gluud C. Eur J Oral Sci;118:290-297.

Senast uppdaterad av Magnus Jando