Ученые идентифицировали в общей сложности почти 400 различных видов микробов во рту 100 участников исследования, принадлежащих к четырем этническим группам: неиспаноязычные черные, белые, китайцы и латиноамериканцы.
Только 2 процента видов бактерий присутствовали у всех людей — но в разных концентрациях в зависимости от этнической принадлежности — и 8 процентов были обнаружены у 90 процентов участников. Помимо этого, исследователи обнаружили, что каждая этническая группа в исследовании была представлена «подписью» общих микробных сообществ.
"Это первый раз, когда было показано, что этническая принадлежность играет огромную роль в определении того, что вы носите во рту. Мы знаем, что наши пищевые привычки и гигиена полости рта определяют, какие бактерии могут выжить и развиваться во рту, поэтому ваш стоматолог уделяет особое внимание чистке зубов щеткой и зубной нитью. Может ли ваш генетический состав играть аналогичную роль? Кажется, ответ будет положительным, — сказал Пурнима Кумар, доцент кафедры пародонтологии в Государственном университете Огайо и старший автор исследования.
"Нет двух одинаковых людей. Это действительно отпечаток пальца."
Кумар использовал методологию глубокого секвенирования ДНК, чтобы получить беспрецедентно глубокое представление об этих микробных сообществах в их естественной среде.
Когда ученые обучили машину классифицировать каждый набор микробов из-под десен в соответствии с этнической принадлежностью, данное бактериальное сообщество предсказало этническую принадлежность человека с точностью 62%. Классификатор правильно идентифицировал афроамериканцев по их микробной сигнатуре в 100% случаев.
Полученные данные могут помочь объяснить, почему люди в некоторых этнических группах, особенно афроамериканцы и латиноамериканцы, более подвержены заболеванию десен, чем другие.
Исследование также подтверждает, что один тип стоматологического лечения подходит не всем и может способствовать более индивидуальному подходу к уходу за полостью рта.
«Самым важным моментом в этой статье является обнаружение того, что специфические этнические микробные сообщества полости рта могут предрасполагать людей к будущим заболеваниям», — сказал Кумар. Хотя еще слишком рано менять стоматологическую практику на основе этой работы, она сказала, что результаты показывают, что «существует огромный потенциал для разработки инструментов для определения предрасположенности пациента к болезни."
Исследование опубликовано в номере журнала PLOS ONE от 23 октября 2013 г.
Кумар и его коллеги собрали образцы бактерий со слюны, поверхностей зубов и под деснами участников исследования.
Более 60 процентов бактерий во рту человека никогда не были классифицированы, названы или изучены, потому что они не будут расти в лабораторной посуде, поэтому исследователи идентифицировали различные виды — или оперативные таксономические единицы на уровне видов — путем секвенирования их ДНК.
Последовательности ДНК представляли в целом 398 единиц, в среднем около 150 различных видов на человека.
Используя только бактерии, обнаруженные под деснами, которые называются поддесневыми микробами, классифицирующая машина лучше всего справлялась с положительной идентификацией афроамериканцев в соответствии с их микробными сообществами, после чего следовала положительная идентификация латиноамериканцев у 67 процентов и европеоидов у 50 процентов, но со специфичностью 91%, что означает, что классификатор определил, как часто выборка не поступала от белого человека в 91% случаев.
Затем Кумар и его коллеги расширили выборку микробов во всех областях ротовой полости и определили суррогатные сообщества бактерий, которые присутствовали как минимум у 80 процентов участников каждой этнической группы. Эти сообщества показали вероятность предсказания 65 процентов для афроамериканцев, 45 процентов для кавказцев, 33 процентов для китайцев и 47 процентов для латиноамериканцев.
«Похоже, что природа побеждает воспитание в формировании этих сообществ», — отметил Кумар, потому что афроамериканцы и белые имели разные микробные сигнатуры, несмотря на то, что на протяжении нескольких поколений они подвергались влиянию окружающей среды на питание и образ жизни.
Кумар и ее коллеги приступили к многопрофильному исследованию роли микробных сообществ организма в предотвращении заболеваний полости рта. Группа уже определила, что курение нарушает здоровое бактериальное сообщество в полости рта, облегчая доступ болезнетворных микробов к рту.
Множественные заболевания полости рта вызваны бактериальными инфекциями, от кариеса до рака полости рта.
Бактерии живут вместе в сообществах, называемых биопленками, и именно в рамках этой инфраструктуры они общаются друг с другом и с иммунной системой. По словам Кумара, ключом к общему здоровью человека является сохранение самих биопленок полости рта в хорошем состоянии.
Кумар не ожидал, что этническая принадлежность приведет к значительным различиям в скоплении бактерий во рту. Но закономерности выяснились во время анализа ДНК.
«Общая цель здесь — сказать:« Если вы здоровы, есть ли биопленки у разных людей одинаковыми »?’Мы действительно знаем, что они не похожи.
"Среди здоровых людей есть основная группа видов, которые, кажется, есть у всех.
Но есть еще и персонализация. Какие факторы способствуют такой персонализации? Пол, возраст, другие аспекты генетики?"
Для Кумара было логично, что бактерии ниже десен наиболее тесно связаны с идентификацией этнической принадлежности, потому что они с наименьшей вероятностью будут разрушены изменениями окружающей среды во рту, такими как еда, зубная паста и табак.
«Бактерии под линией десен защищены, но это также первая возможность узнать ваше тело о бактериях, которые висят у вас во рту», - сказала она.
Сила бактерий в организме до некоторой степени остается непонятной. Хотя многие люди склонны винить в восприимчивости к болезням образ жизни и поведение, эта работа предполагает, что люди могут быть предрасположены к определенным рискам болезней исключительно из-за микробов, которые поселяются у них во рту.
"Мы недооцениваем эти ошибки и их способность творить с нами добро и зло. «Пока мы используем их хорошую сторону, мы здоровы», — сказала она.
«Физические упражнения, здоровое питание, отказ от курения, чистка зубов зубной щеткой и зубной нитью, предотвращение диабета и ожирения — все эти факторы находятся под нашим контролем», — пояснила она. Но когда дело доходит до генетических факторов, Кумар сказал: «Это заставляет задуматься:« Я отвечаю или нет?’"