Acid Tolerance of Streptococcus Mutans Biofilms

Sammanfattning: Mikrobiologisk forskning har till stor del bedrivits genom att man odlat bakterier i näringslösningar och på agarplattor och sedan studera bakterierna på olika sätt. Detta sätt att odla bakterier överensstämmer inte särskilt bra med hur bakterier växer i verkligenheten. I naturen växer bakterier fastsittande på olika typer av ytor (tandemalj, epitel, stenar, plastytor etc.) i s.k. biofilmer. Det har visat sig att bakterier i biofilmer inte alls beter sig som bakterier som växer fritt i en näringslösning (planktonisk form). Biofilmbak-terier skiljer sig från planktoniska bakterier genom att de är mer resistenta mot antibiotika och biocider. De är mer stresståliga, de växer långsammare och de har ett annorlunda gen- och proteinuttryck. Sammantaget har biofilmbakterier andra egenskaper. På grund av detta, har fokus inom mikrobiologisk forskning det senaste decenniet riktats mot att studera biofilmer för att komma närmare bakteriernas verklighet. I munnen växer bakterierna i biofilmer. Bakterierna i munnen är nödvändiga för att god munhälsa men de är också orsak till två av världens vanligaste sjukdomar; karies och parodontit. Streptococcus mutans tillhör den normala munfloran men medverkar också till att karies utvecklas. Karies uppstår när det blir en obalans i det orala ekosystemet. När man äter sjunker pH i munnen pga att bakterierna i plack producerar syror när de bryter ner kolhydrater. Om man äter ofta kommer pH i plack att vara surt under längre perioder, vilket leder till en selektion av bakterier som är stresståliga och kan anpassa sig till den sura miljön. Detta resulterar i att en syratolerant mikroflora dominerar i placket. Dessa bakterier har i sin tur kapacitet att göra det ännu surare i placket under långa perioder. Detta kan leda till demineralisering av emaljen och upp-komst av karies. S. mutans anpassar sig till en sur miljö genom att inducera en syratoleransrespons (ATR) vid subletala pH-värden. Syftet med denna avhandling var att studera hur S. mutans beter sig när den växer i biofilmer och ta reda på mer om syratoleransresponsen i S. mutans biofilmer. Resultaten från avhandlingen visar att S. mutans bakterier som vuxit i en biofilm i tre dagar har ett annorlunda proteinuttryck än planktoniska bakterier och att förändringar i proteinuttryck sker redan efter två timmar av ytkontakt. Proteinuttrycket ändras efter hand som biofilmen växer och blir äldre. Biofilmbakterierna visade sig också vara många gånger mer syratoleranta än de planktoniska bakterierna och ytkontakt i sig var viktigt för den ökade syratole-ransen. Äldre biofilmer (3 dagar) var mer syratoleranta än unga biofilmer (3 timmar) vilket kan bero på att de utsatts för pH chocker under växt i biofilmen och därmed inducerat en ATR. Unga biofilmer inducerade en ATR när de utsattes för pH 5.5 i tre timmar och denna ATR kunde inhiberas genom tillsats av fluor. Det visade sig också att olika stammar av S. mutans var olika syra-toleranta och hade olika förmåga att inducera en ATR. Detta kan i praktiken innebära att människor med bakterier som är mer benägna att inducera en ATR löper större risk att utveckla karies. Genom att förhindra induceringen av ATR skulle man alltså kunna förhindra utvecklingen av karies.