На устойчивость зубов к разрушению влияет не только гигиена, но и наследственность. Недавно ученые установили генетические факторы человека, влияющие на состав микробного сообщества (микробиоты) в ротовой полости человека, определяющие риск развития кариеса и потери зубов
Как известно, в организме человека на постоянной основе обитает множество микроорганизмов в форме сообщества (микробиоты, или микробиома, если оценивать совокупность генов всех участников). Состав микробиоты полости рта, как и других микробных сообществ организма (кишечника, кожи, половых органов и др.), у разных людей различается. Судя по результатам исследований, выполненных на генетически идентичных близнецах, часть этой изменчивости является наследственной.
Однако пока мы недостаточно знаем о том, каким образом наше генетическая изменчивость связана с численность и составом микроорганизмов в полости рта. Между тем выявление таких взаимодействий может указать на факторы, вызывающие болезни зубов и ротовой полости.
На сегодня уже выявлены несколько десятков генетических локусов (конкретных участков на хромосоме), связанных с восприимчивостью к кариесу, однако механизмы их действия не установлены. Чтобы оценить связи наследственных факторов, состава микробного сообщества рта и болезней зубов, ученые из США охарактеризовали микробиом полости рта у более чем 12,5 тыс. человек из «когорты SPARK» – базы данных, созданной для изучения причин аутизма.
Исследователи проанализировали имеющиеся в этой базе полногеномные
последовательности ДНК, выделенной из слюны, а также информацию о
бактериальной ДНК, примеси которой в слюне были отсеквенированы вместе с человеческим геномом. Таким образом ученые смогли количественно оценить относительную численность 645 видов бактерий, включая 439 часто встречающихся видов.
В результате анализа в человеческом геноме были выявлены 11 генетических локусов, изменчивость которых оказалась связана с численностью нескольких десятков видов бактерий в полости рта.
Одна из наиболее значимых связей касалась гена AMY1, кодирующего слюнную амилазу – фермент, который расщепляет крахмал до простых сахаров. Оказалось, что вариации в числе копий этого гена и наличие в нем мутаций напрямую связаны с изменением численности более 40 видов бактерий ротовой полости, многие из которых питаются сахарами и со временем образуют зубной налет. Число копий AMY1 также было связано с частотой
использования зубных протезов – это свидетельствует, что уровень слюнной
амилазы влияет на здоровье полости рта через его микробиом. Все это
говорит о том, что наследственно обусловленный характер микробной
«экосистемы» полости рта может влиять на вероятность и глубину развития
кариеса.
Предполагается, что увеличение числа копий гена амилазы у людей и
домашних животных стало результатом эволюционного отбора в ответ на
распространение земледелия и переход к углеводной пище. Обнаруженная
связь между вариациями AMY1 и «обликом» микрофлоры ротовой полости рта
позволяет взглянуть на этот процесс шире. Учитывая высокую смертность от
зубных инфекций в эпоху до антибиотиков, можно предположить, что отбор
по количеству копий AMY1 диктовался не только типом питания, но и
жизненно важной необходимостью иметь здоровые зубы.
С составом микробиома, а также с частотой использования зубных
протезов оказались тесно связаны еще два генетических локуса – FUT2 и
PITX1.
Результаты этой работы служат доказательством, что здоровье зубов во
многом предопределено генетически, но не напрямую, а через контроль над
микробиотой. Некоторые гены влияют на состав среды в ротовой полости,
способствуя отбору определенных видов бактерий. А вариации этих генах
могут создавать благоприятные условия и для тех, что способствуют
образованию зубного налета и кариесу.
Выявление связи между генетическими локусами и бактериями,
обитающими во рту, открывает путь к диагностике наследственных рисков
развития кариеса, что позволит соответственно корректировать гигиену.
Фото: https://cdn.prod.website-files.com
Публикации по теме:
Нас много. Микробиота современного человека
Как управлять микробами, когда они управляют нами