الميكروبات التي تسبب تسوس الأسنان قد تكون كائنات حية خارقة تسيطر على الأسنان
في بعض الأحيان ، ينتج عن اندماج البكتيريا والفطريات كائن حي ذو قدرة غير عادية على المقاومة. قد تبدو هذه الظاهرة مثل خيال علمي ، لكن هذه "الكائنات الخارقة للطبيعة" موجودة بالفعل. يمكن أن نجده في لعاب الأطفال الصغار الذين يعانون من تسوس الأسنان الشديد ، وله القدرة على استعمار الأسنان بشكل فعال للغاية.
وجد فريق بحثي من جامعة بنسلفانيا أن هذه البكتيريا والفطريات كانت أكثر ارتباطًا بالأسنان وكانت أكثر مقاومة للمضادات الحيوية من البكتيريا أو الفطريات المنفصلة أو غير المختلطة ، وكان من الصعب إزالتها من سطح الأسنان.
بالإضافة إلى ذلك ، فوجئ الباحثون باكتشاف أن هذه الكائنات الحية قادرة على تطوير أطراف تمكنها من المشي والقفز ، والانتشار بسرعة على سطح الأسنان ، على الرغم من أن الكائنين الأصليين كانا غير متحركين قبل الاندماج.
"لقد توصلنا إلى هذا الاكتشاف بالصدفة عندما كنا ندرس عينات اللعاب من الأطفال المعرضين لخطر تسوس الأسنان الحاد" ، كما يقول أستاذ طب الأسنان بجامعة بنسلفانيا ، أحد المشاركين في البحث. تحت المجهر ، لاحظنا ظهور هذه الكائنات المختلطة بين البكتيريا والفطريات وتطور طريقة غير متوقعة للحركة تشبه المشي أو القفز. اتضح أن الكائنات الهجينة لها ما نسميه الوظائف الناشئة ، مما يمنحها مزايا لم تكن تمتلكها الكائنات البكتيرية أو الفطرية الأصلية ، كما لو كانت كائنات فائقة مختلفة تمامًا عن الكائنات الأصلية ذات وظائف جديدة ".
في الماضي ، ركز فريق البروفيسور كو على دراسة الترسبات السنية لدى الأطفال الذين يعانون من تسوس الأسنان الحاد ، مما أدى إلى اكتشافهم أن Streptococcus mutans و Candida albicans تساهم في عملية تسوس الأسنان ، والتي تحدث عندما تتغذى البكتيريا والفطريات على رواسب السكر الفموي في الفم وتشكل لويحات الأسنان ، لأنها تنتج الأحماض وتدمر طبقة المينا للأسنان.
توصل الباحثون إلى اكتشافهم الأخير عندما استخدم شخص ما تقنية الفحص المجهري التي تسمح للعلماء بمراقبة سلوك الميكروبات الحية في الوقت الفعلي. يرى الفريق أن هذه التقنية تفتح فرصًا جديدة لدراسة العمليات البيولوجية المعقدة.
بعد أن اكتشف الباحثون هذه الكائنات المختلطة في عينات اللعاب ، أرادوا دراسة سلوكها عندما تلتصق بسطح الأسنان ، لذلك بدأوا سلسلة من التجارب باستخدام تقنية التصوير بالخلايا الحية لمراقبة عملية الالتصاق بالسطح والنمو. .
ابتكر الفريق نموذجًا تجريبيًا في المختبر لتكوين هذه الكائنات الهجينة ، عن طريق وضع البكتيريا والفطريات ومادة تشبه الأسنان في لعاب الإنسان ، مما سمح لهم بمراقبة ظهور الكائنات الهجينة الناتجة ودراسة تركيبها. كل هذه الهياكل مغمورة في بوليمر خارج الخلية يشبه اللثة.
ثم قام الباحثون باختبار خصائص مملكتين مختلفتين (في هذه الحالة ، البكتيريا والفطريات) التي استعمرت سطح الأسنان ، واكتشفوا سلوكيات مدهشة وخصائص فريدة من نوعها ، بما في ذلك أنها أصبحت أكثر لزوجة وأكثر مقاومة للمضادات الحيوية ، مما يجعلها أكثر صعوبة في الإزالة والقتل. .
ومع ذلك ، كانت السمة التي أثارت اهتمام الباحثين هي حركة هذه المخلوقات التي تمشي أو تقفز خلال مراحل نموها. في حين أن بعض البكتيريا يمكن أن تتحرك مع الزوائد الطرفية مثل الأسواط ، فإن الميكروبات في هذه الدراسة كانت غير متحركة. على عكس كل طرق الحركة المعروفة بين الميكروبات ، فإن الكائنات المختلطة تستخدم الخيوط الفطرية لترسيخ على سطح الأسنان ثم الاندفاع للأمام ، وبالتالي تنقل البكتيريا المرتبطة بها ، مما يعني أن البكتيريا يبدو أنها تستغل الفطريات للتنقل بين الأسنان. أسنان.
علاوة على ذلك ، وجد العلماء أنهم يتحركون بسرعة ويقطعون مسافات طويلة ، حيث تمكنوا من قياس سرعات تزيد عن 40 ميكرون في الساعة في تجربتهم ، بالقرب من سرعة الخلايا الليفية التي لها دور بارز في التئام الجروح.
خلال الساعات الأولى من نموها ، لاحظ الباحثون أنها تقفز وتنتقل بأكثر من 100 ميكرون عبر سطح الأسنان.
يقول جي رين ، أحد الباحثين المشاركين في الدراسة: "تزيد هذه المسافة من طول الكائنات الحية بمقدار 200 مرة ، مما يجعلها أفضل من معظم الفقاريات نظرًا لحجم أجسامها. على سبيل المثال ، لا يمكن للضفادع والجنادب القفز للأمام إلا بمقدار 50 أو 20 ضعفًا من طول الجسم ، على التوالي ".
على الرغم من أن آلية حركة هذه الكائنات أثناء نموها لا تزال غير معروفة ، يعتقد الباحثون أن النتيجة واضحة ، حيث تسمح لهم باستعمار الأسنان والانتشار إلى أسطح جديدة بسرعة ، وعندما سمحوا للكائنات المختلطة بالالتصاق والنمو. أسنان بشرية حقيقية ، وجدوا أن تسوس الأسنان الناجم عن ذلك كان أكثر شدة نتيجة الانتشار السريع للويحات السنية التي تكونت.
لهذه الاكتشافات أهمية في مجال صحة الأسنان
نظرًا لوجود هذه الكائنات الحية في اللعاب ، فإن التخلص منها مبكرًا قد يساعد في منع تسوس الأسنان عند الأطفال.
يقول كو: "إذا تمكنا من منع هذه الكائنات الحية من الالتصاق بسطح الأسنان ، فقد نتمكن من منع تسوس الأسنان".
يعتقد الباحثون أن أهمية هذه الدراسة لا تقتصر على صحة الأسنان ، بل قد تفيدنا أيضًا في مجال البيولوجيا الميكروبية. قد يكون للكائنات المختلطة الموجودة في سوائل الجسم أو النظم البيئية المائية نفس الخصائص التي تساعدها على احتلال الأسطح والنمو ، مما يسمح لها بالتسبب في أمراض معدية أو تلوث بيئي.
يقول Koe: "لقد وجدنا أن الجمع بين هذين النوعين المختلفين منحهما مزايا ووظائف إضافية لا تتمتع بها الكائنات وحيدة الخلية". وتسلط نتائجنا الضوء على تطوير ميزة متعددة الخلايا أو علاقة متبادلة بين الكائنات الحية تعمل على تحسين البقاء والنمو من الكائنات الحية وحيدة الخلية عندما تتحد وتعمل معًا في بيئة معينة ".
يقول كنوت دريشر من جامعة بازل: "كان هذا الاكتشاف مفاجئًا حقًا وغير مسبوق". "لم يتوقع منا أحد أن نكتشف كائنًا خارق له مثل هذه الخصائص العدوانية ، واكتشف زميلنا رن ذلك بالصدفة لأنه كان يفكر خارج الصندوق."
