Kolombiya diş etleri için en zararlı bakteri keşfedildi: Diş etlerinin altında yaşıyor ve diş dokusunun tahribatına yol açıyor.

Adı bir mikrobiyoloji ders kitabından fırlamış gibi görünse de, Porphyromonas gingivalis diş hekimleri tarafından iyi bilinir. Bu küçük ama amansız bakteri, Kolombiyalı periodontitis hastalarında diş eti tahribatının ve bağışıklık sisteminin zayıflamasının başlıca nedeni olarak tanımlanmıştır. Periodontitis, diş kaybına yol açabilen sessiz bir hastalıktır.

Keşif, Kolombiya Ulusal Üniversitesi'nde (UNAL) Biyoenformatik alanında yüksek lisans öğrencisi olan ve diş etlerinin altında yaşayan bakterilerin genetik yapısını analiz eden Yineth Neuta Poveda tarafından yürütülen bir araştırma sayesinde mümkün oldu. Çalışmasında, periodontitisli hastalarda 200'den fazla farklı tür tespit edildi ve P. gingivalis'in en agresif tür olduğu belirlendi.

Uzmanlar, periodontitisin ağız içinde organize bir istilaya benzetilebileceğini açıklıyor. Yüzlerce mikroorganizma ağızda bir arada bulunur; bazıları temizler, bazıları ise onarır. Ancak koşullar değiştiğinde (kötü hijyen veya bağışıklık sisteminin aşırı tepkisi nedeniyle) gerçek "mikrobiyal bantlar" ortaya çıkar ve dişleri destekleyen yapıları tahrip eder.

Bilim insanları onlarca yıldır bu mikroskobik saldırganları geleneksel kültür yöntemleriyle tespit etmeye çalışıyor. Ancak ağız bakterilerinin çoğu vücut dışında üremez ve bu görünmez evrenin büyük bir kısmı araştırmacıların erişiminden uzak kalır.

Neuta Poveda, "Eski yöntemlerle biyoenformatik araçları arasındaki fark çok büyük," diye açıklıyor. "Kültürlerle test başına yaklaşık 10 bakteriyi tanımlayabiliyoruz; biyoenformatikle ise DNA analizi sayesinde yaklaşık 300 tür veya cinsi."

Keşif, bakterinin kodunun doğrudan okunmasını sağlayan bir teknik olan genetik dizileme sayesinde mümkün oldu. Araştırmacılar, genleri mikroskop altında incelemek yerine, benzersiz parmak izleri işlevi gören genleri okuyorlar. Bunlardan biri olan 16S rRNA geni, bir tür bakteri "kimlik kartı" görevi görüyor.

SILVA, HOMD ve KEGG gibi uluslararası veri tabanlarında bulunan verileri kullanan araştırmacı, genetik bilgileri saatler içinde karşılaştırıp sınıflandırabilen biyoenformatik programları kullanarak milyonlarca DNA parçasını analiz etti. "Bu, her kelimenin farklı bir bakterinin DNA'sını temsil ettiği devasa bir kelime aramasında sıralama yapmak gibiydi," diye açıklıyor.

Sonuçlar çarpıcıydı: Kolombiyalı hastalarda tespit edilen 200'den fazla tür arasında Porphyromonas gingivalis en yıkıcı tür olarak ortaya çıktı. Diş etlerini parçalayan enzimler salgılar, doğal savunma mekanizmalarını manipüle eder ve hastalığın ilerlemesini kolaylaştıran iltihaplı bir ortam yaratır.

Ancak tek başına hareket etmez. Tannerella forsythia, Treponema denticola, Filifactor alocis ve Fretibacterium fastidiosum bakterileri de ona katılır; bu bakteriler, bazılarının dokuyu deldiği, bazılarının savunmaları ortadan kaldırdığı ve bazılarının da salınan kolajenle beslendiği işbirlikçi topluluklar oluşturur. Birlikte, periodontitisin ilerlemesi için ideal bir ekosistem oluştururlar.

Analiz ayrıca sağlıklı bireyler ile periodontal hastalığı olan hastalar arasındaki farklılıkları da ortaya koydu. Sağlıklı ağızlarda mikroorganizmalar dengeli bir şekilde ve orta düzeyde metabolik aktiviteyle bir arada bulunuyordu. Buna karşılık, etkilenen örneklerde, proteinleri parçalayan, iltihaplanmaya neden olan ve enfeksiyon sürecini sürdürmek için enerji taşıyan gerçek bir enzim "kimyasal fabrikası" gözlemlendi.

"Periodontitisin birden fazla nedeni vardır ve ağız ortamına bağlıdır. Hepimizde potansiyel olarak zararlı bakteriler bulunur, ancak bunlar her zaman aktif değildir. Kötü hijyen veya genetik yatkınlık gibi faktörler bunların etkisini tetikleyebilir," diye vurguluyor araştırmacı.

Bu bulgular, her hastada baskın olan bakteriye göre kişiselleştirilmiş tedavilere olanak tanıdığı için modern diş hekimliği açısından kritik öneme sahiptir. Gelecekte, belirtiler ortaya çıkmadan önce periodontit riskini belirleyecek bir "oral DNA testi" bile geliştirilebilir.

Tespit edilen bakteriler bilim dünyası tarafından zaten biliniyor olsa da, Kolombiya bağlamındaki analizleri yenidir. Şimdiye kadar, ülke nüfusunda diş etlerinin altında yaşayan mikroorganizmalar grubu olan subgingival mikrobiyotanın genetik yapısı bu kadar ayrıntılı olarak açıklanmamıştı.

Bu sonuçlara ulaşmak için araştırmacı, milyonlarca DNA parçasını temizleyip benzersiz genetik parmak izlerine dönüştüren QIIME2 yazılımını kullandı. Ardından bunları SILVA ve HOMD gibi küresel ağız bakterisi veritabanlarıyla karşılaştırarak her türün varlığını ve bolluğunu belirledi.

Ardından, yalnızca bakterileri değil, aynı zamanda metabolik fonksiyonlarını da tanımlayan PICRUSt2 aracını uyguladı. Verileri KEGG ve MetaCyc veri tabanlarıyla çapraz referanslayarak, hangi mikroorganizmaların yıkıcı enzimler veya iltihaplı bileşikler ürettiğini tahmin edebildi.

Neuta, ağız bakterilerini incelemenin vücudun genel sağlığı hakkında da bilgi sağladığını açıklıyor. Periodontitis sadece diş etlerinde kalmıyor: iltihaplı maddeler kan dolaşımına karışarak diyabet, kalp rahatsızlıkları ve hatta Alzheimer gibi hastalıklarla ilişkilendirilebiliyor.

Bu keşif, bilimsel bilgiye katkıda bulunmanın yanı sıra, önleme ve erken teşhis için yeni yollar açıyor. Biyoenformatiğin bilgisayar mikroskobu altında, Kolombiyalıların ağızları, tek bir bakterinin (Porphyromonas gingivalis ) iltihabı ateşleyip genel ağız sağlığını tehlikeye atabileceği görünmez bir evreni gözler önüne seriyor.

Çevre ve Sağlık Gazetecisi