Dentine caries : acid tolerant microorganisms and aspects on collagen degradation

Abstract: Karies är en stor folksjukdom, trots att den både kan förebyggas och behandlas effektivt. Om man inte ingriper preventivt och låter det naturliga förloppet råda, kommer kariesangreppet till slut att bryta igenom emaljen och involvera även den underliggande dentinvävnaden. Kariessjukdomen orsakas av orala mikroorganismer, som en konsekvens av dessas nedbrytning av kostrelaterade kolhydrater. Som en biprodukt bildas då syror som löser upp (demineraliserar tandvävnaden), så att synliga hål till slut bildas. Syran kan lösa upp mineralfasen i tanden, men dentin består även till stor del av kollagen, vilket inte kan lösas upp av enbart syror. Man hänförde länge detta till proteinnedbrytande bakterier, men det har visat sig att munhålebakterierna inte har förmågan att lösa upp kollagen, och man tror nu att denna nedbrytning sker med hjälp av kroppsegna enzymer, bland annat matrix metalloproteinaser (MMP). De biologiska mekanismerna bakom kollagennedbrytning vid dentinkaries är emellertid dåligt undersökta, och delar av denna rapport (Studie III och IV) inriktar sig därför på detta område. Syran som bakterierna bildar skapar också en sur närmiljö för dem själva, vilket gör det svårt för dem att överleva, särskilt i ett begränsat utrymme som ett kariesangrepp. Man har länge ansett att endast vissa specifika bakterier har förmågan att leva och trivas i sura miljöer, men nya studier har ifrågasatt detta. I denna rapport (Studie II) undersöks även förekomsten av syratåliga bakterier på olika nivåer i dentinkariesangrepp med hjälp av en ny metod. Målet vid avlägsnande av karies är att ta bort fullständigt förstörd tandvävnad, men att försöka spara så mycket som möjligt av den delvis skadade vävnaden, vilken kan återställas. Detta har också aktualiserats då nya operativa principer och material lanserats under den senaste tioårsperioden. Det är emellertid svårt att avgöra var gränsen går kliniskt, och ett sätt att mäta dentinets ”friskhet” kan vara att mäta antalet bakterier i vävnaden. I den första rapporten (Studie I) undersöks den kvarvarande bakterieförekomsten efter kariesborttagning med två olika operativa metoder. Avhandlingen söker svar på följande frågeställningar: Studie I. Finns det några skillnader vad gäller antal kvarvarande bakterier efter dentinkariesavlägsnande med mekanisk (vanligt borr) eller kemo-mekanisk (Carisolv) metod? Studie II. Hur ser sammansättningen av den syratåliga bakteriefloran ut på tre olika nivåer i olika dentinkariesangrepp? Studie III. Finns det något samband mellan förekomsten av etablerade kariesangrepp och nivåerna av enzymet MMP-8 och dess nedreglerande protein TIMP-1 i saliv? Studie IV. Kan man framställa demineraliserat dentinmatrix med bibehållen biologisk aktivitet inför framtida studier av mekanismerna bakom nedbrytning av kollagen vid dentinkaries? Vad händer spontant med detta demineraliserade dentinmatrix över tid? Huvudfynden i studierna är: 1. Båda metoderna för att avlägsna dentinkaries minskade bakterieantalet radikalt. Det finns dock alltid kvar små mängder av bakterier i kaviteten. 2. Alla de undersökta kaviteterna hade en unik sammansättning av syratåliga bakterier, både till typ och antal, vilket indikerar att ett flertal olika bakterier har förmågan att anpassa sig till sura miljöer och potentiellt bidra till kariesutvecklingen. Vidare, fungerade de pH-specifika odlingsmedierna väl för att få fram de syratåliga bakterierna, något som är svårt med konventionella metoder. 3. Försökspersoner med etablerade dentinkariesangrepp uppvisade mycket högre förekomst av MMP-8 i saliven jämfört med kariesfria försökspersoner. Det nedreglerande proteinet TIMP-1 uppvisade inga samband alls. 4. Dentinmatrix framställt med båda testmetoderna uppvisade förekomst av intakt kollagen, samt aktivt MMP-8. Vidare så uppvisades en spontan nedbrytning av kollagen över tid, vilket tolkades som mestadels ett resultat av det aktiva MMP-8 enzymet. De nyvunna grundkunskaperna bildar underlag för nya studier inom forskningsområdet, samt för nya behandlingsmetoder, framför allt sådana som skulle kunna moderera eller förhindra dentinkariesprogression.