Strategie di intervento biologico nella prevenzione della carie dentale
Negli ultimi trent’anni, i preparati microbici hanno suscitato notevole interesse nella ricerca odontoiatrica per la prevenzione e il trattamento della carie dentale.
La review del 2024 “How probiotics, prebiotics, synbiotics, and postbiotics prevent dental caries: an oral microbiota perspective” illustra i più recenti progressi della ricerca, i meccanismi d’azione, le sfide e le future direzioni di ricerca riguardanti probiotici, prebiotici, simbiotici e postbiotici per la prevenzione e il trattamento della carie dentale, tenendo conto dei meccanismi patogenetici specifici di questa patologia.
Caratteristiche degli interventi preventivi
A differenza delle patologie del tratto gastrointestinale, vaginale e respiratorio, la carie dentale si manifesta su tessuti duri come lo smalto dei denti ed è strettamente associata a una sovrapproduzione acida localizzata, facilitata dai biofilm cariogeni; dunque, gli interventi mirati al biofilm sono una strategia fondamentale per la prevenzione, così come la regolazione dell’assunzione di substrati fermentabili nella dieta, specialmente il saccarosio.
Altri interventi includono la pulizia fisica (ad esempio, spazzolamento o utilizzo di strumenti per la pulizia interdentale), l’inibizione chimica (ad esempio, utilizzo di clorexidina o di iodiopovidone) e gli interventi biologici.
Per prevenire efficacemente la carie dentale, le strategie biologiche dovrebbero mirare a sopprimere la proliferazione di specifici batteri cariogeni, specialmente della specie Streptococcus mutans, agendo sui loro fattori di virulenza e sulle caratteristiche chimico-fisiche ambientali, promuovendo al contempo un microbiota residente sano e diversificato.
Nuove acquisizioni sulla genesi della carie
La cavità orale è un ecosistema complesso caratterizzato da diversi microambienti caldi e umidi che forniscono condizioni ideali per la crescita microbica. Un recente studio ha identificato un totale di 1591 specie microbiche nella bocca, tra cui batteri, funghi, archea, virus e protozoi, secondo solo al colon per grado di complessità.
La carie dentale deriva da uno squilibrio del microbiota orale risultante da una complessa interazione tra ospite, dieta e microrganismi.
Il consumo di alimenti zuccherati può aumentare rapidamente la concentrazione di carboidrati nel cavo orale, provocando un brusco calo del pH del biofilm fino a 4 o addirittura inferiore, che induce demineralizzazione della superficie dello smalto.
Streptococcus mutans: il principale cariogeno
La capacità di S. mutans di esercitare la sua patogenicità è in gran parte attribuita alla produzione di esopolisaccaride (EPS), la componente principale del suo biofilm. L’EPS è fatto di catene di glucani e fruttani, sintetizzati a partire dal saccarosio, che fanno aderire tenacemente lo S.mutans alla superficie del dente e forniscono siti di legame per altri microrganismi.
Questi ultimi contribuiscono in misura variabile allo sviluppo della carie dentale, interagendo ed influenzandosi reciprocamente. Per esempio, l’ambiente ricco di acido lattico prodotto dallo S.mutans, facilita la proliferazione delle specie di Veillonella nelle lesioni cariose, le quali promuovono a loro volta la crescita di S. mutans.
Lo stesso accade anche per varie specie di Candida, potente lievito cariogenico opportunista la cui azione si basa sulla produzione di acidi carbossilici a catena corta e proteinasi, nonché sulla sua capacità di aderire a superfici abiotiche e formare biofilm. La sua presenza promuove la crescita di S. mutans, inducendo un notevole aumento nell’espressione genica del batterio e potenziando il metabolismo dei carboidrati all’interno del biofilm che realizzano insieme.
In sintesi, l’EPS svolge un ruolo cruciale nel consentire a S. mutans di esercitare il suo potenziale cariogenico.
Prevenzione della carie dentale: interventi biologici
Sebbene la placca sia un fenomeno naturale nei denti da un punto di vista evolutivo, biologico e nutrizionale, uno squilibrio nel microbioma del biofilm patologico orale può portare allo sviluppo della carie dentale. I batteri cariogenici produttori di acidi danneggiano le strutture dure del dente in presenza di carboidrati fermentabili.
Pertanto, l’uso di preparati microbici quali probiotici, prebiotici, simbiotici e postbiotici, per eliminare tali batteri patogeni dentali e parodontali, rappresenta un approccio consolidato e diffuso per la prevenzione della carie dentale.
I probiotici sono stati scoperti dagli studiosi già nel 1908 e da allora il campo di studio degli effetti dei probiotici sulla salute dell’ospite si è gradualmente sviluppato.
Nel 2013, l’Associazione Scientifica Internazionale di Probiotici e Prebiotici (ISAPP) ha definito i probiotici come “microrganismi vivi che, se somministrati in quantità adeguate, conferiscono un beneficio per la salute dell’ospite”. Il meccanismo attraverso il quale i probiotici possono essere efficaci nella prevenzione e nel trattamento di varie malattie del cavo orale, come la carie dentale, la mucosite orale e l’alitosi, è simile a quello riscontrato nel tratto gastrointestinale. I principali meccanismi inibitori includono la sintesi di metaboliti attivi, l’inibizione del biofilm microbico cariogenico, l’adesione e la colonizzazione competitive, la coaggregazione con i patogeni e la regolazione del sistema immunitario.
Metaboliti bioattivi probiotici: batteriocine ed enzimi
Le batteriocine sono peptidi antibatterici sintetizzati dai ribosomi, a partire da geni presenti sia sul DNA che su plasmidi batterici.
Le batteriocine possono formare pori nella parete cellulare dei batteri, aumentando la permeabilità della membrana cellulare e provocando la fuoriuscita del citoplasma batterico bersaglio, oppure inibire la sintesi della parete cellulare batterica legandosi al lipide II.
Oltre a ciò, esse possono anche inibire la sintesi del biofilm, esercitare l’attività DN-asica e RN-asica e regolare lo sviluppo del microbiota.
Tra le più note ritroviamo la nisina, le salivaricine, la colicina E2 e la mersacidina.
Oltre alle batteriocine, i probiotici sintetizzano una vasta gamma di enzimi che conferiscono effetti benefici decomponendo i biofilm e influenzando l’attività batteriocinica; per esempio, lo Streptococcus salivarius M18, contenuto in Carioblis®, produce ureasi e destranasi, in grado rispettivamente di neutralizzare l’acidità salivare e ridurre la formazione della placca.
Altri metaboliti attivi sono rappresentati da biosurfactanti, perossido di idrogeno e acidi organici, prodotti soprattutto da vari ceppi lattobacillari.
Probiotici orali: altri meccanismi antipatogeni
- Inibizione del biofilm microbico e fungino cariogenico.
Una proprietà cruciale dei probiotici è la capacità di inibire o eliminare la crescita di biofilm e microrganismi patogeni nel cavo orale e anche di inibire la transizione dei funghi in forme patogene, ostacolando la formazione delle ife. - Adesione e colonizzazione competitive.
I probiotici hanno dimostrato la capacità di competere con i patogeni orali in termini di adesione e colonizzazione, come quella espressa da Streptococcus salivarius M18, la cui attività anticarie si realizza anche attraverso la riduzione dell’indice di placca e dei livelli di colonizzazione dello S. mutans. - Regolazione del sistema immunitario.
Oltre ai loro effetti diretti sui microrganismi patogeni o sul biofilm, i probiotici sono noti per attivare e modulare il sistema immunitario dell’ospite, sia riducendo la produzione di citochine pro-infiammatorie che stimolando la secrezione di interferoni antibatterici.
Conclusioni e prospettive future
L’efficacia dei probiotici nella prevenzione della carie dentale è un settore che va ancora esplorato, per chiarire il ruolo dell’integrazione batterica eubiotica nella transizione dal microbiota cariogeno a quello sano. In particolare, dal punto di vista della micro-ecologia orale, è fondamentale considerare la composizione della dieta, le specificità immunitarie e genetiche dell’ospite e le caratteristiche fisiche e chimiche del cavo orale, in particolare dei denti.
A tale riguardo, negli ultimi anni, i ricercatori si sono interessati sempre più a esplorare anche i benefici di prebiotici, simbiotici e postbiotici nella prevenzione della carie dentale.
