باکتری‌ها به طرز شگفت‌انگیزی در سازگاری خوب هستند. این توانایی به آن‌ها کمک می‌کند تا در شرایط متغیر زنده بمانند، اما همچنین می‌تواند مشکلاتی ایجاد کند زمانی که گونه‌های مضر در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها و ضدعفونی‌کننده‌ها مقاوم شوند.
در عین حال، باکتری‌ها صرفاً دشمنانی برای از بین بردن نیستند. بسیاری از گونه‌ها نقش مهمی در سلامت انسان ایفا می‌کنند، از جمله صدها میکروارگانیسم مختلف که در دهان زندگی می‌کنند. این موضوع یک احتمال جذاب را مطرح می‌کند: آیا دانشمندان می‌توانند به جای تلاش برای کشتن باکتری‌ها، بر نحوه رفتار آن‌ها تأثیر بگذارند و جوامع میکروبی سالم‌تری را تشویق کنند؟
تحقیقات منتشر شده در سال ۲۰۲۵ در npj Biofilms and Microbiomes نشان می‌دهد که این ممکن است. دانشمندانی که در حال مطالعه پلاک دندان بودند، دریافتند که تداخل با سیگنال‌های شیمیایی مورد استفاده باکتری‌ها برای برقراری ارتباط می‌تواند باعث تغییر گونه‌هایی شود که رشد می‌کنند و به طور بالقوه جامعه را به سمت باکتری‌های مرتبط با سلامت دهان بهتر سوق دهد.
نحوه ارتباط باکتری‌ها در دهان
دهان انسان میزبان تقریباً ۷۰۰ گونه باکتری است. این میکروارگانیسم‌ها صرفاً در کنار یکدیگر رشد نمی‌کنند. بسیاری از آن‌ها از طریق فرآیندی به نام حس کووروم، سیگنال‌های شیمیایی را مبادله می‌کنند.
حس کووروم به باکتری‌ها اجازه می‌دهد تا تعداد سلول‌های همسایه را تشخیص دهند و رفتارهای گروهی را هماهنگ کنند. برخی از باکتری‌های دهانی با استفاده از مولکول‌هایی به نام لاکتون‌های هموسرین آسیل-N (AHL) ارتباط برقرار می‌کنند.
محققان از دانشکده علوم زیستی و دانشکده دندانپزشکی بررسی کردند که چگونه این سیگنال‌ها شکل پلاک دندان را شکل می‌دهند. هدف آن‌ها تعیین این بود که آیا می‌توان ارتباط باکتریایی را دستکاری کرد تا به حفظ یک میکروبیوم دهانی سالم‌تر کمک کند.
میکروبیوم دهانی به جامعه میکروارگانیسم‌های زنده در دهان اشاره دارد. هنگامی که این جامعه از تعادل خارج شود، باکتری‌های بالقوه مضر می‌توانند غالب شوند و به شرایطی مانند بیماری پریودنتال کمک کنند.
سیگنال‌های شیمیایی می‌توانند از خط لثه عبور کنند
محققان دریافتند که باکتری‌های درون پلاک دندان در محیط‌های هوازی (مانند بالای خط لثه) که اکسیژن در دسترس است، سیگنال‌های AHL تولید می‌کنند.
این پیام‌های شیمیایی همچنین می‌توانند توسط باکتری‌های زنده در محیط‌های بی‌هوازی (زیر خط لثه) که سطح اکسیژن بسیار پایین‌تر است، شناسایی شوند.
این ارتباط مهم بود زیرا شرایط زیر خط لثه می‌تواند باکتری‌های مرتبط با بیماری پریودنتال را ترجیح دهد.
تیم همچنین از آنزیم‌های تخصصی به نام لاکتونازها برای حذف سیگنال‌های AHL استفاده کرد. لاکتونازها این مولکول‌های ارتباطی را تجزیه می‌کنند و به طور موثری ارتباط باکتریایی را مختل می‌کنند.
هنگامی که محققان سیگنال‌دهی AHL را مختل کردند، جامعه پلاک دندان به سمت گونه‌های مرتبط با سلامت دهان قوی‌تر تغییر کرد.
یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که آنزیم‌های انتخابی ممکن است روزی برای تغییر ترکیب پلاک دندان و کمک به حفظ تعادل سالم‌تری از میکروارگانیسم‌ها استفاده شوند.
پلاک دندان مانند یک اکوسیستم رفتار می‌کند
میکائیل الیاس، استاد مشارک در دانشکده علوم زیستی و نویسنده ارشد این مطالعه، گفت: «پلاک دندان در یک توالی رشد می‌کند، درست مانند یک اکوسیستم جنگلی. گونه‌های پیشگام مانند Streptococcus و Actinomyces اولین سکونت‌کنندگان در جوامع ساده هستند - آن‌ها به طور کلی بی‌ضرر هستند و با سلامت دهان خوب مرتبط هستند. کلونی‌سازهای دیررس متنوع‌تر شامل باکتری‌های "مجموعه قرمز" مانند Porphyromonas gingivalis هستند که به شدت با بیماری پریودنتال مرتبط هستند. با مختل کردن سیگنال‌های شیمیایی مورد استفاده باکتری‌ها برای برقراری ارتباط، می‌توان جامعه پلاک را به سمت مرحله مرتبط با سلامت یا بازگشت به آن دستکاری کرد.»
به عبارت دیگر، پلاک دندان به جای اینکه به طور همزمان ظاهر شود، در طول زمان تغییر می‌کند. جوامع اولیه ممکن است حاوی باکتری‌های نسبتاً بی‌ضرر باشند، در حالی که جوامع پیچیده‌تر در نهایت می‌توانند شامل گونه‌هایی باشند که به شدت با بیماری لثه مرتبط هستند.
محققان امیدوارند که با تداخل در ارتباط باکتریایی بتوان پلاک را به سمت یک حالت اولیه و سالم‌تر هدایت کرد تا اینکه سعی شود کل جمعیت میکروبی را از بین برد.
اکسیژن نحوه رفتار سیگنال‌های باکتریایی را تغییر می‌دهد
یکی از مهم‌ترین یافته‌ها این بود که اثرات ارتباط باکتریایی به شدت به سطح اکسیژن بستگی دارد.
راکش سیکدار، نویسنده اصلی، گفت: «نکته قابل توجه این است که چگونه در دسترس بودن اکسیژن همه چیز را تغییر می‌دهد. هنگامی که سیگنال‌دهی AHL را در شرایط هوازی مسدود کردیم، باکتری‌های مرتبط با سلامت بیشتری را مشاهده کردیم. اما وقتی AHL را در شرایط بی‌هوازی اضافه کردیم، رشد کلونی‌سازهای دیررس مرتبط با بیماری را تقویت کردیم. حس کووروم ممکن است نقش‌های بسیار متفاوتی در بالای و زیر خط لثه ایفا کند، که پیامدهای مهمی برای نحوه رویکرد ما به درمان بیماری‌های پریودنتال دارد.»
این تفاوت نشان می‌دهد که سیگنال‌های شیمیایی یکسان می‌توانند به روش‌های بسیار متفاوتی بر جوامع میکروبی بسته به محل وقوع آن‌ها در دهان تأثیر بگذارند.
در بالای خط لثه، جایی که اکسیژن فراوان‌تر است، مختل کردن سیگنال‌دهی AHL باعث رشد باکتری‌های مرتبط با سلامت بهتر دهان شد. زیر خط لثه، افزودن این سیگنال‌ها رشد گونه‌های کلونی‌ساز دیررس مرتبط با بیماری را تشویق کرد.
استراتژی متفاوتی برای پیشگیری از بیماری لثه
محققان اکنون می‌خواهند بررسی کنند که ارتباط باکتریایی در سراسر دهان و در افراد در مراحل مختلف بیماری پریودنتال چگونه متفاوت است.
در عوض، هدف بلندمدت یافتن راه‌هایی برای تأثیرگذاری بر تعادل جامعه میکروبی خود است تا اینکه به طور گسترده به باکتری‌های دهانی با درمان‌های ضدمیکروبی حمله شود.
الیاس گفت: «درک اینکه جوامع باکتریایی چگونه ارتباط برقرار می‌کنند و خود را سازمان می‌دهند، ممکن است در نهایت ابزارهای جدیدی را برای پیشگیری از بیماری پریودنتال به ما بدهد - نه با جنگیدن با تمام باکتری‌های دهانی، بلکه با حفظ استراتژیک تعادل میکروبی سالم.»
این رویکرد در نهایت می‌تواند پیامدهایی فراتر از دندانپزشکی داشته باشد. عدم تعادل میکروبی مشابه، که اغلب به عنوان دیس بیوزیس میکروبیوم شناخته می‌شود، در جای دیگر در بدن رخ می‌دهد و با طیف وسیعی از مشکلات سلامتی، از جمله انواع خاصی از سرطان مرتبط است.
محققان امیدوارند که یادگیری نحوه دستکاری ارتباط باکتریایی بتواند در نهایت مبنایی را برای درمان‌هایی فراهم کند که برای هدایت جوامع میکروبی به سمت حالت‌های سالم‌تر طراحی شده‌اند تا اینکه صرفاً آن‌ها را از بین ببرند.
این تحقیق توسط موسسات ملی بهداشت تأمین مالی شد.