هل يمكن للبكتيريا الجيدة في فمك أن تحارب التسوس؟

إذا تمكنت وينجون تشانغ من جامعة كاليفورنيا في بيركلي من تحقيق هدفها، فلن يضطر أي شخص إلى استخدام فرشاة الأسنان أو خيط تنظيف الأسنان مرة أخرى.

تحاول تشانغ، أستاذة الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية، التمييز بين البكتيريا الصحية في أفواهنا والبكتيريا غير الصحية - تلك التي تسبب تسوس الأسنان - حتى تتمكن من تعزيز نسبة الأولى وتعزيز ميكروبيوم الفم البروبيوتيك.

ميكروبيوم الفم

يتكون ميكروبيوم فمنا من مئات الأنواع المختلفة من البكتيريا، وكثير منها يُشكل مجتمعًا يلتصق بالأسنان مُكوّنًا طبقة البلاك.

ركّزت دراسات سابقة على أيّ من هذه الأنواع يرتبط بتسوس الأسنان، مُنتجًا حمضًا يُؤدّي إلى تآكل مينا الأسنان.

لكن الباحثين وجدوا أن كل نوع ليس جيدًا أو سيئًا على حدّ سواء - فقد تحتوي كل نوع على مئات الأنواع المختلفة، تُسمّى سلالات، وتختلف في خصائصها المُحفّزة للتسوس.

وبدلاً من التركيز على الأنواع أو السلالات، تقوم تشانغ وفريقها بمسح تسلسلات الحمض النووي لجميع البكتيريا الموجودة في الفم - الميتاجينوم - بحثًا عن مجموعات من الجينات المرتبطة بالتسوس.

وفي بحث نُشر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences، أفادت هي وزملاؤها باكتشاف مجموعة من الجينات التي تنتج جزيئين يساعدان معًا مجتمع البكتيريا في الفم - الجيدة والسيئة - على الالتصاق ببعضها البعض وتشكيل طبقة حيوية قوية على الأسنان.

وجدوا هذه المجموعة الجينية في بعض، وليس جميع، سلالات البكتيريا الضارة المعروفة في الفم، بما في ذلك العقدية الطافرة (Streptococcus mutans)، وهي السبب الرئيسي لتسوس الأسنان. يرى تشانغ فرصةً لزرع هذه المجموعة الجينية في البكتيريا النافعة لمساعدتها على الالتصاق بشكل أفضل بالأسنان، والقضاء على البكتيريا المُنتجة للحموضة التي تُمهّد الطريق لتسوس الأسنان.

قالت تشانغ: "يمكن أن تكون سلالات معينة تنتمي إلى النوع نفسه مُمْرِضةً أو مُتَعَاوِشَةً أو حتى مُكَوِّنات حيوية".

وأضافت: "بعد أن نفهم بشكل أفضل نشاط هذه الجزيئات وكيف يُمكنها تعزيز تكوين أغشية حيوية قوية، يُمكننا تعريفها بالبكتيريا النافعة حتى تتمكن هذه البكتيريا من تكوين أغشية حيوية قوية والتغلب على جميع البكتيريا الضارة".

الأيض المتخصص

اكتُشفت هذه المجموعة الجينية من خلال البحث في قاعدة بيانات إلكترونية لعدد كبير من تسلسلات الميتاجينوم للمجتمعات الميكروبية في أفواه متطوعين بشريين. أجرت طالبة الدراسات العليا في جامعة بيركلي، ماكينا ياو، تحليلًا إحصائيًا لتحديد المجموعات المرتبطة بأمراض الفم، ثم قامت بزراعة البكتيريا لتحليل وتحديد المستقلبات التي تنتجها هذه المجموعات.

المستقلبات هي جزيئات صغيرة تتكون من خيوط قصيرة من الأحماض الأمينية (الببتيدات) والأحماض الدهنية، أو الليبيدات.

يعمل أحد الجزيئين كالغراء، إذ يساعد الخلايا على التكتل في شكل كتل، بينما يعمل الآخر كخيط، مما يسمح لها بتكوين سلاسل. معًا، يمنحان البكتيريا القدرة على بناء مجتمعات - المادة اللزجة على أسنانك - بدلًا من أن تطفو بمفردها.

تحتوي مجموعة الجينات المكتشفة حديثًا على حوالي 15 جزءًا من الحمض النووي التي تشفر البروتينات والمعززات وعوامل النسخ التي تعمل مثل شريط أيضي مستقل - وهو مسار أيضي بديل ليس ضروريًا لبقاء البكتيريا، ولكن وجد تشانج أن له تأثيرات كبيرة على البيئة المحيطة، مثل الأسنان.

تُسمى هذه المجموعات الجينية أحيانًا الأيض الثانوي للميكروب، لكن تشانغ يُفضل مصطلح "متخصص" لقدرتها على إنتاج جزيئات مثيرة للاهتمام.

على سبيل المثال، أثبتت الشبكات الأيضية المتخصصة في بكتيريا التربة أنها مصدر غني للمضادات الحيوية.

تُعدّ مجموعة الجينات المُكتشفة حديثًا دليلاً آخر على أهمية المستقلبات الثانوية للميكروبيوم في صحة الإنسان، سواءً في الفم أو الأمعاء أو الجلد أو أي عضو آخر.

إن فهم هذه المستقلبات اللزجة في الفم، والتي تُسمى موتانوكلومبينات، قد يُساعد في الحد من تسوس الأسنان.