Kemiskt avkännande celler i tandköttet skyddar munnen från infektioner

Nyupptäckta kemiskt avkännande celler i tandköttet skyddar munnen genom att stå vakt mot infektioner som skadar mjuk vävnad och förstör benet som stöder tänderna, rapporterar forskare från Monell Chemical Senses Center i en djurstudie som publicerades den här veckan i Naturkommunikation . Med hjälp av bitter smakreceptorer som också upptäcker biprodukter från skadliga bakterier, dessa speciella tandköttsceller triggar immunsystemet att kontrollera mängden och typen av bakterier i munnen och kan en dag leda till personliga tandbehandlingar mot tandköttssjukdom.

Parodontit är en allvarlig tandköttstörning som orsakas av en obalans i bakterierna och andra mikroorganismer i munnen (det orala mikrobiomet). Det är den sjätte vanligaste infektionssjukdomen och den vanligaste orsaken till tandförlust världen över.

Monell Center Director och president Robert Margolskee, MD, PhD och cellbiolog Marco Tizzano, Doktorsexamen, tillsammans med kollegor från Sichuan University, fann att de nyligen identifierade cellerna, kända som ensamma kemosensoriska celler (SCC), finns i tandköttet hos möss. Här uttrycker de flera typer av smakreceptorer tillsammans med ett nedströms kopplingsprotein som kallas gustducin. SCC är smakliknande kemiska detektorer som känner av irriterande och bakterier, och biologer har hittat dem genom tarmen, urinvägarna, näshålor, och nu i tandköttet.

Dessa sensoriska celler kan ge ett nytt tillvägagångssätt för personlig behandling av parodontit genom att utnyttja en persons eget medfödda immunsystem för att reglera deras orala mikrobiom. "

Robert Margolskee, Monell Center Director och President

Teamet visade att utslagning av smak-signalmolekyler som gustducin eller genetiskt avlägsnande av tuggummi-SCC i mössen leder till överväxt av patogena orala bakterier och parodontit. Omvänt, stimulerande bitter smakreceptorer i SCC främjar produktionen av antimikrobiella molekyler.

Möss utan gustducin i sina SSC har en mer skadlig uppsättning mikrober som lever i munnen jämfört med normala möss, vilket innebär att avsaknaden av gustducin kopplar bort vaktpostcellernas molekylära signal till andra system. Viktigt, skillnader i den orala bakteriesammansättningen hos de gustducinlösa mössen jämfört med normala möss inträffade innan någon benförlust i tandköttet, vilket innebär att skillnader i det orala mikrobiomet kan användas som en förebild av sjukdom.

I tidigare studier med andra vävnader, forskare fann att aktivering av bitter smakreceptorn TAS2R38, som uttrycks i humana nasala SCC, stimulerar utsöndringen av antimikrobiella peptider (AMP) som undertrycker tillväxten av andningspatogener. För att undersöka effekterna av upprepad stimulering av tandkötts -SCC på parodontit (och frisläppande av AMP -tuggummi) i den aktuella studien, forskarna applicerade munvatten som innehåller den extremt bittra substansen denatonium på mössens tandkött två gånger om dagen. Detta aktiverade gummi -SCC liksom deras antimikrobiella molekyler, som minskade parodontit hos normala möss, men inte hos parodontit-mottagliga djur utan gustducin.

Efter mottagandet av denatonium, normala möss visade en förbättrad frisättning av en AMP som kallas β-defensin, som producerades vid mer än dubbelt så höga nivåer som ses hos kontrollmöss som endast behandlades med saltvatten i munvatten. Å andra sidan, när de gustducinlösa mössen fick denatonium munvatten, det fanns ingen effekt på nivån av β-defensin.

"Vår studie lägger till en växande lista över vävnader som vi nu vet innehåller SCC och indikerar att de vanliga molekylära vägarna i SCC -tuggummi är involverade i reglering av oral mikrobiota, "sa Tizzano." I avsaknad av smaksignaler i tandköttet, det orala mikrobiomet förändrades hos möss utan gustducin. "

Från denna djurstudie, och opublicerat arbete hos människor, teamet förväntar sig att SCC-tuggummi hos människor spelar en liknande roll för att reglera sammansättningen av det orala mikrobiomet, noterar medförfattaren Xin Zheng, en tandläkarvetare från National Clinical Research Center for Oral Diseases, West China Hospital of Stomatology. De antar att eftersom genetiska skillnader i smakreceptorer vanligtvis upptäcks hos människor, särskilt förlust av funktion hos bitter smakreceptorn TAS2R38, dysfunktionen hos smakreceptormedierade medfödda immunsvar skulle kunna användas för tandläkarstolssökning för personer som kan vara mest mottagliga för orala infektionssjukdomar.

• Tarmbakteriell profil kan förutsäga tarmskador efter strålbehandling
• Färre än hälften av amerikanska vuxna får ett årligt influensaskott,