De rol van schimmels, archaea, protisten en virussen bij parodontitis: een update

Kweek en microscopie waren in de beginjaren veelgebruikte instrumenten om bacteriën en hun eigenschappen te onderzoeken. Het is dus niet gek dat we op dit terrein heel veel kennis hebben vergaard. Voor andere micro-organismen was relatief weinig aandacht, vooral omdat het erg lastig en kostbaar was om deze micro-organismen te onderzoeken. Ook op het terrein van de parodontologie ging de meeste aandacht uit naar de rol van bacteriën. Met de opkomst van de zogenaamde omics lijkt daar verandering in te komen.

Omics

Omics is een verzamelnaam voor allerlei moderne detectietechnieken. Voorbeelden van omics zijn genomics, proteomics, transcriptomics en metabolomics. De in de parodontale microbiologie veel gebruikte real-time PCR techniek is ook onderdeel van de “omics”. Dankzij de opkomst van de omics in de jaren 90 heeft de parodontale microbiologie een grote vlucht genomen. Niet alleen is onze kennis over de rol van bacteriën bij parodontitis snel toegenomen, maar we weten ook steeds meer over de rol van andere micro-organismen bij parodontitis. Hieronder volgt een beknopt overzicht.

Schimmels/gisten

Schimmels zijn eukaryotische micro-organismen. Ze kunnen zowel ééncellig (bv gisten) als meercellig zijn.

Verschillende schimmels worden in verband gebracht met parodontitis, waaronder aspergillus, saccharomyces en candida. Van deze schimmels is candida het beste onderzocht. In de meeste studies wordt een significant hoger aantal candida gevonden bij parodontitis-patiënten in vergelijking met parodontaal gezonde personen. Schimmels zoals candida kunnen bijdragen aan parodontale afbraakprocessen door het genereren van weefselschade of door inductie van ontstekingsmediatoren. Door de vele virulentiefactoren kunnen we schimmels als aspergillus en candida beschouwen als paropathogenen (Zhu 2010). Daarnaast is van Candida albicans (C.a.) bekend dat het de kolonisatie en groei van pathogenen bacteriën in de subgingivale biofilm faciliteert. Uit studies is gebleken dat C.a. een verbinding kan aangaan met zowel Fusobacterium nucleatum (F.n.) als Porphyromonas gingivalis (P.g.) en op die manier de pathogeniteit van deze bacteriën versterkt (Wu et a. 2015 en Sztukowska et al. 2018). Daarnaast heeft de P.g. bacterie veel profijt van de koppeling aan candida want candida kan zowel de zuurstofspanning in de biofilm verlagen als de passage van P.g. door het epitheel faciliteren. P.g. lift als het ware mee op de rug van candida en passeert op deze manier het epitheel.

Subgingivale aanwezigheid van candida kan ook invloed hebben op de succeskans van een parodontale behandeling. Het blijkt namelijk dat antibiotica minder effectief zijn als er candida aanwezig is. Dankzij  koppeling van de bacterie aan candida kan het antibioticum zijn werk niet meer efficiënt uitvoeren (Harriott and Noverr, 2009).

Bovenstaande heeft er voor gezorgd dat laboratoria steeds meer aandacht schenken aan schimmels en gisten.

Archaea

Archaea vormen een aparte klasse van prokaryoten. Vroeger werden ze ingedeeld bij de bacteriën maar tegenwoordig vormen ze een eigen groep.

Van de archaea worden de methanogenen het meest gedetecteerd in subgingivale samples. Methanogenen zijn strikt anaeroben die methaan produceren. De methanogeen Methanobrevibacter oralis wordt subginigvaal het meest geïsoleerd met een prevalentie van ongeveer 50% bij paropatiënten ten opzichte van 7% bij parodontaal gezonde personen (Huynh et al. 2015 en Vianna et al. 2008).

De precieze rol van methanogenen bij parodontitis moet nog opgehelderd worden, maar vermoed wordt dat aanwezigheid een aantrekkingskracht heeft op paropathogenen (Aminov 2013). Methanogenen hebben waterstof nodig voor groei en er kan een syntrofie ontstaan met waterstofproducerende paropathogenen, die door aanwezigheid van methanogenen sterk in aantal kunnen toenemen (Lepp et al. 2004).

Protisten

Een protist is een eukaryotisch micro-organisme dat niet in een andere groep ingedeeld kan worden. In die hoedanigheid zijn de protisten een vergaarbak van allerlei eukaryoten. Bekende voorbeelden van protisten zijn amoeben en ciliaten.

Binnen de groep van de protisten zijn er twee soorten die in verband worden gebracht met parodontitis. Dit is de Entamoeba gingivalis (E.g.) en de Trichomonas tenax (T.t.).

E.g. is de eerste ontdekte humane protist die reeds in 1849 door Gros beschreven is. Deze amoebe heeft zogenaamde pseudopodiën (schijnvoetjes)  waardoor hij zeer beweeglijk is. E.g. voedt zich onder andere met bacteriën, epitheelcellen en kernmateriaal van polynucleaire neutrofielen. Door de kernen van deze neutrofielen op te eten, verliest de neutrofiel zijn activiteit en raakt de afweer verstoord. E.g. is relatief eenvoudig overdraagbaar door zoenen, maar kan ook overgedragen worden door aërosolen (niezen) of door contact met besmet keukengerei, zoals bekers en bestek. E.g. wordt voornamelijk aangetroffen in de subgingivale biofilm, maar kan ook supragingivaal aanwezig zijn en soms ook elders in de mond. Opvallend is dat deze protist vrijwel niet voorkomt bij personen zonder parodontitis. Bij personen met parodontitis is E.g. in zeker 67% van de patiënten aanwezig. Verschillende paropathogenen, zoals de A.a. bacterie, kunnen zich schuilhouden in deze amoebe, waardoor de werking van antibiotica minder effectief wordt. Ook kunnen paropathogenen zich op deze manier verstoppen voor afweermechanismen (Greub en Raoult, 2004). Na afloop van een parodontale behandeling kunnen paro­pathogenen de amoebe weer verlaten en op deze manier de pockets weer rekoloniseren. Dit kan tot refractaire parodontitis leiden (Derderian, 1991).

Uit bovenstaande blijkt dat de Entamoeba ginigvalis een mogelijk belangrijke rol speelt bij parodontitis.

Er lijkt ook een verband te bestaan tussen aanwezigheid van de Trichomonas tenax (T.t.) en parodontitis. Er worden hogere aantallen T.t. gevonden bij paropatiënten in vergelijking met gezonde personen. T.t. produceert verschillende enzymen die de parodontale afbraak kunnen bevorderen. Ook kan T.t. hechten aan het epitheel. Meer onderzoek is nodig om de rol van T.t. bij parodontitis verder op te helderen (Bisson et al. 2019).

Virussen

Sinds de opkomst van de omics is ook de rol van virussen bij parodontitis uitgediept. Vooral herpesvirussen worden hierbij genoemd. Er is een 8-tal herpesvirussen bekend die de mens kunnen infecteren. Deze staan hieronder vermeld.

De meeste van deze herpesvirussen kunnen ook subgingivaal aanwezig zijn. Daarnaast kunnen andere virussen subgingivaal aanwezig zijn, zoals bijvoorbeeld het humaan papilloma virus (HPV). Uit een studie van Contreras bleek dat HHV-5 aanwezig was in 60% van de paropatiënten, HHV-4 in 30% en HPV in 17% van de gevallen (Contreras et . al 1999). Deze aantallen zijn in een andere studie min of meer bevestigd (Kamma et al. 2001).

De hypothese is dat virussen kunnen samenwerken met bacteriën. Zo lijkt er een samenwerking te zijn tussen HHV-5 en de P.g. bacterie. Door de invloed van HHV-5 op de afweer is de P.g. bacterie in staat zich te vermeerderen en door de invloed van de P.g. bacterie op de afweer is HHV-5 in staat zich te vermeerderen. Zo helpen ze elkaar. Daarnaast zijn interacties beschreven tussen HHV-5 en andere paropathogenen, zoals Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Tannerella forsythensis en Treponema denticola . De ODDS ratio voor agressieve parodontitis en aanwezigheid van CMV bedraagt 6,6. Als er ook nog Pg aanwezig is, stijgt de ODDS ratio zelfs tot 51,4. Dit laatste duidt op een sterk synergistisch effect tussen HHV-5 en paropathogenen als P.g..

Conclusies

Sinds de opkomst van de omics is onze kennis over de rol van micro-organismen bij parodontitis sterk toegenomen. Veel van wat we al wisten is door middel van de omics bevestigd, maar er zijn ook nieuwe inzichten gekomen. Zo is de kennis over de rol van andere micro-organismen dan bacteriën sterk toegenomen. We weten nu dat ook schimmels, protisten, archaea en virussen belangrijke bewoners kunnen zijn van een subgingivale biofilm. De volgende fase wordt om de puzzelstukjes in elkaar te schuiven, maar hiervoor zijn goede testmodellen noodzakelijk. De nieuwe kennis die we met deze studies zullen gaan verkrijgen, zal ingepast moeten gaan worden in het huidige parodontitis model (polymicrobal synergy and dysbiosis model). Waarschijnlijk zal de nieuwe kennis op het gebied van andere micro-organismen dan bacteriën ook invloed gaan hebben op de parodontale diagnostiek. Het ligt voor de hand dat diagnostiek uitgebreid zal gaan worden met belangrijke schimmels, archaea, protisten en virussen.

Door:

Dr. Hugo E. van Beurden, Bio2Dental

Lees ook eerdere artikelen van Hugo van Beurden:
Waterkwaliteit mondzorgpraktijk in coronatijd
De rol van herpesvirussen bij parodontitis
Oorzaken van refractaire parodontitis
Real-time PCR. Diagnostiek van de toekomst