Новое исследование, проведенное учеными из Пенсильванского университета, показало, что диабет влияет на микробиом полости рта, вызывая сдвиг в сторону повышения его патогенности. Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Cell Host & Microbe, показало не только изменение микробиома ротовой полости мышей с диабетом, но и то, что это изменение было связано с усилением воспаления и потерей костной массы.
«До сих пор не было никаких конкретных доказательств того, что диабет влияет на микробиом полости рта», - сказала Дана Грейвс, старший автор нового исследования и заместитель декана по стипендиям и исследованиям в Школе стоматологической медицины Пенна.«Но проведенные исследования не были строгими».
Всего четыре года назад Европейская федерация пародонтологии и Американская академия пародонтологии опубликовали отчет, в котором говорится, что нет убедительных доказательств того, что диабет напрямую связан с изменениями в микробиоме полости рта. Но Грейвс и его коллеги отнеслись к этому скептически и решили продолжить изучение вопроса, используя модель мышей, имитирующую диабет 2 типа.
«Мой аргумент состоял в том, что соответствующие исследования просто не проводились, поэтому я решил: «Мы проведем соответствующее исследование», - сказал Грейвс.
Грейвс выступил соавтором исследования вместе с Кайлом Биттингером из Детской больницы Филадельфии, который помогал с анализом микробиома, вместе с Э Сяо из Пекинского университета, который был первым автором, и соавторами из Университета Сан. Пауло, Сычуаньский университет, Федеральный университет Минас-Жерайс и Университет Капинас. Авторы проконсультировались с Дэниелом Бейтингом из Центра взаимодействия хозяев и микробов Пенсильванского ветеринарного университета и провели измерения потери костной массы в Пенсильванском центре скелетно-мышечных заболеваний.
Исследователи начали с характеристики микробиома ротовой полости мышей с диабетом по сравнению со здоровыми мышами. Они обнаружили, что у мышей-диабетиков микробиом полости рта был похож на их здоровых собратьев, когда у них брали образцы до развития высокого уровня сахара в крови или гипергликемии. Но как только у мышей с диабетом начался гипергликемический статус, их микробиом стал отличаться от их нормальных однопометников с менее разнообразным сообществом бактерий.
У мышей-диабетиков также был периодонтит, включая потерю костной ткани, поддерживающей зубы, и повышенный уровень IL-17, сигнальной молекулы, важной для иммунного ответа и воспаления. Повышенные уровни IL-17 у людей связаны с заболеваниями пародонта.
«Мыши с диабетом вели себя так же, как люди, у которых была потеря пародонтальной кости и повышенный уровень IL-17, вызванный генетическим заболеванием», - сказал Грейвс..
Выводы подчеркнули связь между изменениями в микробиоме полости рта и пародонтитом, но не доказали, что микробные изменения были ответственны за заболевание. Чтобы уточнить эту связь, исследователи перенесли микроорганизмы от мышей с диабетом к нормальным стерильным мышам, животным, которые были выращены без воздействия каких-либо микробов.
У этих мышей-реципиентов также развилась потеря костной массы. Микро-КТ показало, что у них было на 42% меньше костей, чем у мышей, которым пересадили микробы от нормальных мышей. Маркеры воспаления также повысились у реципиентов диабетического орального микробиома.
«Мы смогли вызвать быструю потерю костной массы, характерную для диабетической группы, у нормальной группы животных, просто перенеся оральный микробиом», - сказал Грейвс.
Теперь, когда микробиом причастен к возникновению периодонтита, Грейвс и его коллеги захотели узнать, как это сделать. Подозревая, что воспалительные цитокины, и в частности ИЛ-17, сыграли свою роль, исследователи повторили эксперименты по переносу микробиома, на этот раз перед переносом донорам-диабетикам ввели антитело против ИЛ-17. У мышей, которым был пересажен микробиом от лечившихся мышей с диабетом, потеря костной массы была гораздо менее выраженной по сравнению с мышами, которым был пересажен микробиом от нелеченных мышей.
Результаты «недвусмысленно демонстрируют», что вызванные диабетом изменения в микробиоме полости рта вызывают воспалительные изменения, которые усиливают потерю костной массы при пародонтите, пишут авторы.
Хотя лечение IL-17 было эффективным в снижении потери костной массы у мышей, вряд ли оно будет разумной терапевтической стратегией у людей из-за его ключевой роли в иммунной защите. Но Грейвс отметил, что исследование подчеркивает важность контроля уровня сахара в крови и соблюдения правил гигиены полости рта для людей с диабетом.
«Диабет является одним из системных заболеваний, наиболее тесно связанных с заболеваниями пародонта, но риск значительно снижается за счет хорошего гликемического контроля», - сказал он. «А хорошая гигиена полости рта может снизить риск еще больше».