¿Cuál es la función de las bacterias en la boca humana?

La mayoría de los datos disponibles hasta el momento identifican especies bacterianas que tienden a asociarse con cavidades orales sanas frente a las enfermas, pero no se sabe mucho sobre qué hacen exactamente las relacionadas con la salud, aparte de excluir las asociadas a la enfermedad.

Cavidad oral, un complejo ecosistema de varios nichos ecológicos especializados

Adquirir una idea comienza con la apreciación de que la cavidad oral es un hábitat complejo subdividido en otros más pequeños que van desde la mucosa oral no queratinizada hasta la lengua queratinizada y la encía, es decir, las encías, así como el esmalte dental y una variedad de implantes dentales. Por lo tanto, dependiendo de su proximidad a la línea de las encías, la placa dental es supragingival o subgingival, y las bacterias que habitan estas dos regiones son diferentes, la placa supragingival está dominada por Streptococcus grampositivos mientras que es subgingival por bacterias anaerobias gramnegativas (1) .

Dado que la cavidad oral está expuesta al mundo exterior, estas superficies se colonizan poco después del nacimiento, con algunas pruebas que sugieren una transmisión vertical (de madre a bebé) (2), así como similitudes entre los miembros de la familia (3). Los habitantes estables, formalmente llamados autóctonos , establecen Biofilm, una especie de superorganismo que consiste en la cooperación de microbios. Al ser abierto, la cavidad oral también recibe muchos visitantes, transitorios, formalmente llamados alóctonos .

Estudios anteriores sugirieron que las enfermedades de la cavidad oral están asociadas con cambios en la diversidad microbiana (1).

Las enfermedades de las encías, es decir, la patología periodontal y la caries dental, es decir, la caries dental, se asocian con un aumento (4, 5, 6) y una disminución (7), respectivamente, en la diversidad microbiana. Los enfoques moleculares más recientes y más modernos (8, 9) confirman estos descubrimientos de hace décadas. Esto implica que la enfermedad de la cavidad oral no es tanto una cuestión de presencia o ausencia de ciertos microbios, ya que aquellos con potencial causante de la enfermedad, es decir, pathobiontes , están presentes incluso en la salud (10), sino más bien en sus proporciones relativas en biofilms complejos.

La resistencia a la colonización es una característica clave de la microbiota de la cavidad oral sana

Al igual que otros sitios corporales asociados a microbios, la cavidad oral también es una serie de nichos especializados ocupados por microbios específicos capaces de funciones especializadas, ambas necesarias y basadas en algunas propiedades inherentes de estos nichos. Quienes establecen una presencia estable en forma de biofilms complejos multiespecíficos dominan sus nichos específicos al impedir que otros, incluidos los patógenos, se establezcan a sí mismos, es decir, la Resistencia a la Colonización (11). Cuando la cavidad oral está colonizada de forma estable por biofilms microbianos beneficiosos, es saludable. La inestabilidad en la colonización microbiana beneficiosa es una debilidad que luego es explotada por especies más dañinas e incluso patógenas para dominar las biopelículas de la cavidad oral, con el resultado ya sea caries dental (caries dental) o enfermedad de las encías (periodontitis).

La caries dental ( caries dental ) se asocia con ciertas especies de Streptococcus como Streptococcus mutans y especies de Lactobacilli (12) mientras que los anaerobios subgingivales establecen sus comunidades dentro de las bolsas periodontales, algunos de los cuales como Porphyromonas gingivalis se asocian con la enfermedad de las encías ( periodontitis ) (13, 14).

Obviamente, la dieta influye profundamente no solo en las especies bacterianas que se establecen establemente dentro de las biopelículas orales, sino que también dominan.

• Así, aunque S. mutans es parte de la microbiota oral normal (15), no domina en las cavidades orales sanas.
• Sin embargo, su capacidad de metabolizar sacarosa de manera más eficiente en comparación con otras bacterias orales (16) le da una ventaja competitiva en las cavidades orales de aquellos que consumen predominantemente la dieta ‘occidental’ altamente procesada y con sacarosa.
• S. mutans también puede convertir la sacarosa en glucanos adherentes, lo que ayuda a que se adhiera más fuertemente a los dientes (17).
• S. mutans también convierte rápidamente la sacarosa en ácido láctico, otorgándole una ventaja selectiva adicional debido a su capacidad intrínseca de resistir dichos ambientes ácidos (18, 19).
• Estas propiedades pueden ayudar a S. mutans y Lactobacilli a dominar la caries dental, es decir, la caries dental, esta última porque metabolizan el ácido láctico generado por S.mutans .

Estudios similares realizados décadas atrás, raspando placas de personas con o sin enfermedad de las encías y cultivando las bacterias que crecieron con especies bacterianas asociadas con la enfermedad de las encías mostraron que las placas de personas sin enfermedad de las encías pueden inhibir el crecimiento de especies bacterianas asociadas a la enfermedad de las encías (20, 21 ) ¿Cómo?

• Streptococcus sanguinis se considera un habitante de la placa dental normal. Menos tolerante a los ácidos que su supuesto competidor de nicho, S. mutans , S. sanguinis produce peróxido de hidrógeno, tóxico para S. mutans , que generalmente carece de la capacidad para neutralizarlo de manera efectiva (22, 23). Por lo tanto, las placas dentales ricas en S. sanguinis contienen proporciones relativamente más bajas de S. mutans asociadas a la caries dental y P. gingivalis asociadas a la periodontitis (20).
• Las especies Veillonella (24) y S. oligofermentans (25) metabolizan fácilmente el ácido láctico secretado por S. mutans . Una ventana reveladora sobre cómo la competencia entre especies puede engendrar resistencia a la colonización, S. oligofermentans no solo utiliza ácido láctico generado por S. mutans sino que lo convierte en peróxido de hidrógeno, altamente tóxico para este último (26).
• Streptococcus gordonii ofrece otro ejemplo plausible de táctica de resistencia a la colonización. Otro habitante de cavidades orales sanas, in vitro , podría evitar la colonización estable de S. mutans mediante la inactivación de uno de sus mecanismos de resistencia importantes, la capacidad de sintetizar una molécula sensora de quórum, CSP (péptido estimulante de la competencia) (27). Cuando está cohibido, S. mutans es mucho menos capaz de resistir a los péptidos antimicrobianos salivales naturales como la histatina (1).
• Las bacterias de la cavidad oral también secretan bacteriocina. Las toxinas proteicas, las bacteriocinas difieren de los antibióticos, tienen un espectro de destrucción mucho más estrecho y actúan sobre organismos relacionados (1).

Por lo tanto, siempre que la dieta sea lo suficientemente variada para permitir también la colonización estable de la placa por microbios que producen la base , la S. mutans productora de ácido no podría predominar y hacerse cargo del ecosistema de placa local.

Las relaciones de la red alimenticia entre los microbios normales de la cavidad oral ayudan a mantener su estabilidad

Como es el sello distintivo de los ecosistemas que consisten en residentes mutuamente dependientes, la cavidad oral saludable también contiene microbios que participan en actividades de la red alimentaria, es decir, productos finales metabólicos de una especie utilizada por otros.

• Biofilm oral Los estreptococos sintetizan lactato que usa Veillonella (1).
• S. sanguis y S. oralis son habitantes de biofilms orales sanos. Los estudios de cultivo in vitro sugieren que su capacidad mutuamente útil, es decir, sinérgica, para digerir las mucinas les ayuda a utilizar de manera más eficiente esos azúcares huéspedes complejos como la nutrición (28).
• La cavidad oral está constantemente bañada en saliva y fluido crevicular gingival. Compuesto de productos no solo de células de tejidos humanos sino también de microbios, algunos habitantes microbianos parecen participar en interacciones sinérgicas / mutualistas para superar desventajas inherentes a colonizar. Este parece ser el caso con Actinomyces naeslundii y S. oralis que solo colonizan pobremente las superficies recubiertas de saliva y aún pueden formar biofilms extensos juntos al presumiblemente combinar sus actividades metabólicas (29).

Sin embargo, los procesos de la red trófica también pueden ayudar a desplazar las biopelículas orales hacia el dominio de especies más patógenas. Aunque los habitantes de la cavidad oral normal, P. gingivalis , Fusobacterium nucleatum , Treponema denticola y Tannerella forsythia también están implicados en la enfermedad periodontal.

• Los estudios de cultivo in vitro muestran que P. gingivalis puede metabolizar succinato producido por T. denticola (30) mientras que este último puede usar ácido isobutírico secretado por el primero (31).
• Tanto F. nucleatum como T. forsythia parecen secretar factores que estimulan el crecimiento de P. gingivalis (1).

Por lo tanto, si las interacciones mutualistas de bacterias beneficiosas o dañinas dominan en una cavidad oral dada es el resultado de la dieta, la higiene oral y los polimorfismos genéticos del huésped.

Por qué el conocimiento de la función de las bacterias en la cavidad oral sana se obtiene mejor de los estudios más antiguos, no más nuevos

Desde la década de 2000 una explosión en herramientas de biología molecular, llamada Omics, ha llevado a una explosión similar en los estudios de microbioma humano. Dado que la cavidad oral es uno de los nichos del tracto gastrointestinal más fácilmente accesibles , el microbioma de la cavidad oral humana se ha convertido en el mejor caracterizado en términos de los tipos de bacterias presentes en las bocas sanas frente a las insalubres.

• Dado que tales procesos típicamente impulsados ​​tecnocráticamente se centran principalmente en generar una avalancha de datos y explorar ninguna hipótesis subyacente, uno puede preguntarse si la función del microbioma de la cavidad oral humana sana es simplemente la ausencia de enfermedad . Es decir, dada la escala monumental de los datos de biología molecular generados sobre este tema desde al menos mediados de la década de 2000, es sorprendente lo poco que se sabe acerca de lo que incluso significa.
• Con los viejos prejuicios implícitos, tampoco se ha intentado sintetizar el papel de las bacterias y los hongos en las cavidades orales sanas, ya que se suponía que los hongos como Candida albicans solo representaban estados patológicos. Su presencia repetida en cavidades orales sanas sugiere que esta idea necesita una revisión (32).
• Se sabe aún menos sobre el papel de las Archaea, como las especies de Methanobrevibacter que se encuentran con frecuencia en las cavidades orales sanas. Su creciente identificación en la enfermedad de las encías (patología periodontal) sugiere que ellos también pueden estar involucrados en dichos procesos de enfermedad, pero ¿cómo? ¿Solo para promover el crecimiento de especies de bacterias patógenas (33) o como iniciadores y perpetuadores?
• Mientras tanto, la suprema lealtad a las nuevas tecnologías está impulsando todo este proceso absurdo hacia adelante con la esperanza implícita de que la minería de datos descubrirá patrones ocultos que permitan que se realicen ciertas hipótesis predictivas.
• Si el pasado es cualquier predictor de futuro, el fracaso de la dependencia pasada en enfoques biológicos moleculares novedosos para producir una visión predictiva de fenómenos biológicos complejos sugiere que un destino similar aguarda la vertiginosa inmersión actual en los últimos juguetes biológicos moleculares. Un ejemplo útil y revelador del pasado reciente son las técnicas de análisis Microarray, el enfoque de decenas de miles de artículos desde finales de la década de 1990, que sin embargo aportaron poca o ninguna información sobre los procesos de enfermedades, y tampoco iluminaron posibles enfoques predictivos futuros para comprender mejor ellos.
• La necesidad de extrapolar los datos de los estudios de cultivo in vitro a los que se hace referencia en esta respuesta es su principal advertencia. Sin embargo, entendemos mejor las interacciones entre la cavidad bucal y las bacterias con más experimentos de este tipo, especialmente cocultivos in vitro de células epiteliales orales humanas con posibles comensales de la cavidad oral, más co-cultivos con biopelículas comensales, pero tales enfoques experimentales son mucho más desafiante en comparación con alimentar algunas muestras de hisopados o muestras de saliva a través del último aparato de biología molecular. De ahí el absurdo status quo actual.

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