3ème cariologie et microbiologie

MICROBIOLOGIEDE LACARIE DENTAIRE

2015-2016 1Dr. Latifa Berrezouga

2015-2016 Dr. Latifa Berrezouga 2

Objectifs

Comment définir la carie dentaire? Quels sont les facteurs impliqués? Quelles sont les bactéries cariogènes?

Comment les bactéries induisent une carie dentaire?Est-ce que la carie dentaire est transmissible?

Quels sont les moyens de prévention de la carie dentaire?

• Écologie Complexe de la cavité orale.– > 700 espèce connues de la flore endogène.– Histoire:

Miller (1880): peu de connaissances sur les bactéries. Clarke (1924): le premier ayant associé bactérie à la

carie dentaireo Isolement de S. mutans à partir de caries

dentaires humaineso Reproduction de la carie dentaire sur des

dents extraites. Orland (1955): modèles animaux pour reproduire la

carie dentaire en utilisant le S. mutans2015-2016 3Dr. Latifa Berrezouga

Un peu d’histoire.…

• 1960s : modèles animaux germ-free• 1960s and 70s: importance du glucane

– Initiation de la formation de la plaque (biofilm)– Problèmes d’isolement des bactéries: Nombre,

milieux de culture ….etc.– Théorie spécifique de la plaque

• S. mutans identifié comme étant la bactérie associée à la carie dentaire

Suite.…

EST-CE QUE LA CARIE EST DUE SEULEMENT À LA PRÉSENCE

DE BACTÉRIES?

La carie dentaire est due:

A. À une seule bactérieB. À l’alimentation C. Aux bactéries cariogènesD. À la sensibilité de l’hôteE. Au facteur temps

La carie dentaire est une pathologie :InfectieuseTransmissible

Multifactorielle (temps, génétique de l’hôte, régime alimentaire)

Bacteria

Nutrition

Caries

BIOFILM DENTAL PLAQUE

(Kolenbrander, Microbiol Mol Biol Rev, 2002)

Voir cours Biofilm

MEBBiofilm Aggrégation bactérienne

Forme spiraléeet des formes rondes (cocci)

COMMENT DÉFINIR L’ACIDOGÉNÈSE DE LA PLAQUE

OU DU BIOFILM DENTAIRE?

La courbe peut être divisée en trois sections: La région de production d’acide La région de pH minimum ou critique La région de l’élimination de l’acide

Acidogènèse de la plaque Courbe du Ph = Courbe de Stephan

Solution glucoséechez un sujet indemne de cariesou ayant des polycaries

Carie dentaire et sucres

QUELLES SONT LES BACTÉRIES CARIOGÈNES?

• TYPES: (Coykendall, 1989)– S. anginosus : important dans les infections purulentes– S. bovis : retrouvé chez des patients avec un cancer du colon– S. mitis : similaire à S. sanguis mais ne fermente aucun sucre– S. mutans : sept espèces– S. salivarius : dans la saliva, rarement dans les infections– S. sanguis , S. mutans : retrouvé dans les endocardites– S. vestbularis : nouvelles espèce isolée de la cavité.

Bactéries cariogènes: Streptocoques oraux

Streptococcus mutans

Biofilm

Microscope optique: Coloration de GramGram positif, en petites chaînettes

MEBForme rondecocci Culture positive

en présence de sucrose

SpeciesSpeciesSerotypeSerotypeSourceSource

S mutansS mutans c, e, fc, e, fHumanHumanS rattusS rattus bbRatsRatsS cricetusS cricetus aaRatsRatsS sobrinusS sobrinus d, gd, gHumanHumanS ferusS ferus ccRatsRatsS macacaeS macacae ccMonkeyMonkeyS downeiS downei hhMonkeyMonkey

Streptococcus mutans: plusieurs sérotypes

1. Acidogénicité: production acide rapide à partir de carbohydrates fermentescibles

2. Aciduricité: survie et continue à produire des acides à pH acide

3. Production de polysaccharides extracellulaires à partir du sucrose alimentaire pour faciliter l’adhérence des bactéries à la surface dentaire et la formation de biofilm

4. Production de polysaccharides intracellulaires: forme de stockage pour prolonger la formation des acides & le maintien d’un pH acide

Rôle des bactéries cariogènes

EST-CE QUE TOUS LES SUCRESSONT FERMENTESCIBLES?

Sugars and dental caries. Touger-Decker R, van Loveren C. American J Clin Nutr 2003;78(suppl):881S-92S.

Sugar alcohols

Oligosaccharides

Is sucrose

“the arch criminal of dental caries” ?

(Newbrun,1969)

Formation de polysaccharides

Voies du métabolisme du sucrose

Biofilm acide

AceticPropionic

SuccinicFormic Lactic

Ability of bacteria to produce organic acids from fermentable carbohydrates

Glycolyse (fermentation):

- Catabolism Anaerobie des carbohydrates

- Production d’énergie

Glucose 2 acides lactic + 2 ATPs

Bacteries Hétérofermentaires

Production d’une mixture de métabolites:

Bacteries Homofermentaires

Production > 90% acide lactic

bacteriesCariogènes

Acidogénicité

Acides organiques - acetic, propionic, succinic, formic

Ethanol 2015-2016 23Dr. Latifa Berrezouga

Sucrose

Fructosyltransferase Glucosyltransferase

Fructanes Glucanes

disaccharide bond energy

Accumulation du biofilm

S. mutans

glucose sucrose

(S. mutans surface)

Glucan-binding ligands

adhérence & accumulation

+ glucanes

Glucosyltransferase:

Factor de Virulence de S.mutans 2015-2016 24Dr. Latifa Berrezouga

COMMENT LES S. mutans FORMENT UN BIOFILM?

STREPTOCOCCUS MUTANSAdhésine Ag I/II

Adhésion à la PAE)Voir composition de la PAE(

STREPTOCOCCUS MUTANS

Biofilm de S.mutans

Adhésion des S.mutans entre eux par la GTF et la GBP

EST-CE QUE LES BACTÉRIES CARIOGÈNES SE TRANSMETTENT?

• Naissance: bouche est stérile

• S. sanguis et S. mutans: colonisent les dents

• Nombre de bacteries augmentent en présence de:

Sucrose Caries dents

Acquisition de S. mutans

Transmission de S.mutans

• Verticale– de la mère au bébé– Profils similaires ou identiques

de S.mutans ont été retrouvés– - Fréquence d’infections chez

l’enfant: plus élevée quand la salive maternelle contient une densité de SM > 105 CFU/ml)

– - Suppression des SM maternels engendre une prévention ou un retard d’infection du bébé

ECC: early child cariesCaries de la petite enfance

• Horizontale

– Des souches de SM Identiques ont été isolées de groupes d’enfants dans des crèches (L. Tolchinsky)

Transmission de S.mutans

COMMENT SE FORME LA CARIE DENTAIRE?

Facteurs pathologiques vs facteurs protecteurs

Facteurs Pathologiques•Bactéries•Carbohydrates•Dysfunction Salivaire

Facteurs ProtecteursSalive et ses composantsIons Fluorures, calcium, phosphates: ReminéralisationChlorhéxidine , xylitol

La carie a eu lieu en l’absence de facteurs protecteurs qui interviennent dans les phénomènesde reminéralisation

Bactéries retrouvées dans la carie de Bactéries retrouvées dans la carie de l’enfantl’enfant

S. mutansS. mutans

Actinomyces naeslundii, A. israeliiActinomyces naeslundii, A. israelii

BifidobacteriumBifidobacterium

VeillonellaVeillonella2015-2016 34Dr. Latifa Berrezouga

Bactéries retrouvées dans la carie Bactéries retrouvées dans la carie dentinairedentinaire

Lima et al, Caries Res, 2011

L. casei, L. fermentumL. casei, L. fermentum

ActinomycesActinomyces

BifidobacteriumBifidobacterium

VeillonellaVeillonella

Actinomyces: Actinomyces: A. naeslundii, A. israelii,A. naeslundii, A. israelii, A. A. viscosusviscosus

Lactobacilli: Lactobacilli: L. caseiL. casei, , L. acidophilusL. acidophilus , ,L. salivariusL. salivarius, , L. brevisL. brevis, , L. fermentumL. fermentum

S. mutansS. mutans

Bactéries retrouvées dans la carie Bactéries retrouvées dans la carie radiculaireradiculaire

White spot: émail déminéralisé, poreux

Brown spot: c’est un white spot pigmenté par les aliments ou les bactéries qui synthétisent des pigments.Cliniquement: un white ou un brown spot peut être

asymptomatique et peut se reminéraliser

MEB: émail déminéralisé

Dentine

La dissolution acide des hydroxyapatites de l’émail va permettre aux bactéries et aux produits de leur métabolisme

d’atteindre la dentine

Les bactéries sont capables de former un biofilm qui adhère à la dentine tubulaire et inter tubulaire. Les bactéries peuvent pénétrerdans les tubili pour atteindre la pulpe .Les acides produits vont dissoudre la composante minérale .

Les enzymes vont dégrader la composante organique (ex: collagénases)

La dentine est complètement dissoute et infectée .Cliniquement, la dent est sensible aux stimuli thermiques (froid, chaud)

Invasion des tubili dentinaires par les bactéries

(coupe histologique: H&E)

MEB: biofilm bactérien sur la dentine (flèche rouge)et bactéries dans les tubuli (flèche bleu)

collagène

QUELS SONT LES MOYENS DE PRÉVENTION ANTIBACTÉRIENNEDE LA CARIE DENTAIRE?

1. Stimulater le flux salivaire chewing gum

3. Rompre la formation du biofilm mécanique (détartrage)

2. Augmenter le pH du biofilm bicarbonates sels d’ammonium

4. Utiliser des agents Antimicrobiens chlorhexidine xylitol fluor

6. Modifier la microflore diminuer la production des acides favoriser la pouvoir tampon

Méthodes pour modifier l’acidogénicité du biofilm

5. Vaccin anti carie

Effet inhibiteur des antiseptiques

Gluconate de chlorhexidine Bain de bouche, gel ou spray Efficace contre la carie dentaire

et la maladie parodontale Sans alcohol Intéraction avec le fluor

• “A clean tooth will not decay.” - J. Leon Williams (First president of the ADA)

ADA: American Dental Association

Changing Environmental Factors - Probiotics

Ilya Mechnitov/Elie MetchnikoffNobel Prize in Medicine, 1908

Qu’est-ce qu’un probiotique?

Organization Mondiale de la Santé :

Les probiotiques sont des micoorganismes vivants qui, quand administrés à des doses adéquates, confèrent un effet bénéfique chez l’hôte.Ces microorganismes appartiennent à la flore humaine naturelle. Ils préviennent l’adhésion et l’invasion des bactéries pathogènes au niveau du système digestif.

Probiotiques

• Lactobacillus rhamnosus dans le lait: diminution de la carie dentaire chez l’enfant

• Colonization de la bouche et inhibition des streptocoques

• Stabilization de la microflore

(Nase et al., Caries Res, 2001)

Intervention clinique avec des Probiotiquesau niveau de la cavité orale

EspècesEspèces VehiclueVehiclueRésultats au niveau oralRésultats au niveau oral

L. rhamnosusL. rhamnosus

L. reuteriL. reuteri

BifidobacteriaBifidobacteria

LaitLait FromageFromage

YayourtYayourtEauEau GenciveGencive

YayourtYayourt

Diminution de la densité des SM dans la saliveDiminution de la densité des SM dans la salive Diminution de la densité des SM & des levuresDiminution de la densité des SM & des levuresDiminution de la densité des SM dans la saliveDiminution de la densité des SM dans la salive

Diminution de la densité des SM dans la saliveDiminution de la densité des SM dans la saliveDiminution des gingivitesDiminution des gingivitesDiminution de la densité des SM dans la saliveDiminution de la densité des SM dans la salive

(Nase et al., Caries Res, 2001; Ahola et al., Arch Oral Biol, 2002; Hatakka et al., J Dent Res, 2007; Twetman & Stecksen-Blicks, Int J Ped Dent, 2007)

EST-CE QU’IL EXISTE UN VACCIN ANTI CARIE?

OUI…

MAIS NON COMMERCIALISÉ

Pourquoi? La carie est une maladie bénigneElle peut être prévenue par des méthodes d’hygiènes simples ,

peu couteuses et efficacesLe S.mutans n’est pas le seul responsable de la carie dentaire, donc

un vaccin anti S.mutans ne préviendrait pas la survenue de la carie par d’autres bactéries cariogènes

Il est couteux de vacciner des populations pour une pathologie bénigne, Le but d’un vaccin est de prévenir la survenue de pathologies graves

) ex: la poliomyélite, la tuberculose, la rubéole (…et de protéger des populations entières

Les stratégies d’immunisation contre la carie sont:

L’immunisation active: consiste à utiliser un antigène qui induit la formation d’anticorps protecteurs

L’immunisation passive: immunisation par l’administration d’anticorps

Les essaies d’immunisations anti caries ont été faits chez l’homme, le singe ou le rongeur .Soit la bactérie entière de S.mutans tué est utiliséeSoit des antigènes: l’antigène I/II de S.mutans )adhésine(, l’enzyme GTF ou la protéine GBP

La voie d’administration du vaccin est soit parentérale, orale, ou nasale )spray(

Les effets de cette immunisation sont la protection contre la carie induite par S.mutans

POUR EN SAVOIR PLUS

Souriez……………la vie est belle

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