Amidonul poate afecta riscul de carii și boli gingivale, în funcție de ADN

Amilaza salivară umană este codificată de gena AMY1 și are rol în digestia amidonului în cavitatea bucală. Numărul de copii genice (CN) al AMY1 variază între 2 și 20 la indivizi diferiți, iar persoanele cu mai multe copii tind să aibă o cantitate mai mare de amilază salivară, ceea ce poate favoriza degradarea rapidă a amidonului în glucide simple. Studiile epidemiologice indică faptul că amidonul cu digestibilitate rapidă poate crește riscul de carii dentare, în timp ce sursele de amidon cu digestibilitate lentă (ex. cerealele integrale) ar putea proteja împotriva parodontitei.
Cercetările privind legătura dintre carbohidrați, amilaza salivară și bacteriile orale sunt în continuă dezvoltare. Unele studii sugerează că AMY1 CN mare se corelează cu un risc mai mare de carii dentare, însă alte date arată că amilaza salivară ar putea, dimpotrivă, avea efect protector. Pe de altă parte, anumite lucrări arată că AMY1 ar putea fi asociat și cu boala parodontală (gingivită, parodontită). Observațiile anterioare indică o prezență crescută a unor bacterii patogene (ex. Porphyromonas endodontalis) la persoanele cu AMY1 CN ridicat, ceea ce susține ipoteza că un număr mare de copii genice poate fi un factor de risc pentru parodontită.

Obiectivele studiului de la Școala de Medicină a Universității din Indiana

• Să se compare compoziția biofilmelor orale in vitro, plecând de la salivă cu diferite niveluri de AMY1 CN.
• Să se testeze cum amidonul (carbohidrat cu digestibilitate variabilă) influențează dezvoltarea acestor biofilme.
• Să se identifice taxonii bacterieni care sunt afectați de interacțiunea între AMY1 CN și amidon, pentru a înțelege potențialul risc de boli orale.

Metodologie

• Eșantionare și caracteristicile donatorilor: 31 de adulți (19–57 ani) și-au oferit salivă, au fost chestionați despre existența gingivitei, recesiunii gingivale sau parodontitei. S-au selectat participanți cu AMY1 CN de la 2 până la 20.
• Determinarea AMY1 CN: prin qPCR și droplet digital PCR, confirmând valori între 2 și 20 copii de genă per individ.
• Activitatea amilazei: s-a măsurat cu kit-uri enzimatice (Salimetrics) pentru validarea fenotipului de amilază salivară.
• Cultivarea biofilmelor orale in vitro:
  • Biofilmele au fost inițiate cu salivă (ca sursă de bacterii) în mediu nutritiv subSHI, cu sau fără suplimentare cu 0,1% amidon.
  • S-au crescut biofilmele 48 ore în condiții anaerobe, apoi s-au recoltat pentru analize ulterioare.
• Secvențiere 16S rRNA: pentru a caracteriza compoziția bacteriană din biofilme și din probele de salivă inițiale, s-a aplicat secvențiere Illumina MiSeq, analizând diversitatea și abundența relativă a genurilor bacteriene.
• Analize statistice: s-au folosit metrici de diversitate (UniFrac, Faith’s PD, Pielou’s evenness), modele liniare mixte și teste de permutare (PERMANOVA) pentru a estima impactul AMY1 CN, amidonului, vârstei, bolilor gingivale etc. asupra structurii biofilmelor.

Rezultate principale

• Biofilmele se disting de salivă, dar păstrează „amprenta” donatorului
  • Compoziția bacteriană a biofilmelor cultivate in vitro (în mediu subSHI) a diferit față de proba originală de salivă. Totuși, identitatea donatorului a rămas cel mai puternic predictor al compoziției microbiene, sugerând că factorii individuali (ex. genotip, mediu oral) modelează compoziția bacteriană.
  • Diversitatea alfa (numărul de specii și echilibrul lor) a fost mai mare în salivă decât în biofilme, datorită condițiilor de cultură și manipulării probelor.
• Amidonul scade diversitatea biofilmelor și influențează genurile bacteriene
  • Biofilmele crescute în mediu cu amidon au prezentat o diversitate mai redusă față de cele fără amidon.
  • Genurile Veillonella și Atopobium au avut abundență relativă mai mică în biofilmele cu amidon la indivizi cu AMY1 CN ridicat, dar mai mare în mediul fără amidon.
  • Streptococcus a prezentat o tendință opusă: la AMY1 CN crescut, abundența era mai mare în mediu cu amidon decât fără. Aceste rezultate sugerează că interacțiunea amilază-amidon și preferințele bacteriene pentru diferite surse de carbohidrați explică variația comunităților.
• Statutul de boală gingivală și diversitatea biofilmului
  • Biofilmele provenite din salivă de la donatori cu parodontită au arătat o diversitate semnificativ mai mică față de cei fără boală gingivală. Acest lucru contrazice anumite studii efectuate direct în cavitatea orală, însă subliniază complexitatea mecanismelor in vivo vs. in vitro.

Interpretări și implicații

• Interacțiunea dintre AMY1 CN și amidon influențează semnificativ compoziția bacteriană, în special genuri implicate în carii (ex. Atopobium) și potențial patogene în contextul parodontal.
• Amilaza salivară ridicată (la persoanele cu AMY1 CN mare) poate determina o disponibilitate mai mare de zaharuri libere în biofilm, ceea ce ar putea favoriza anumite bacterii (ex. Streptococcus), dar nu și pe altele (ex. Veillonella), în funcție de prezența amidonului.
• Parodontită și diversitatea scăzută: în modelul in vitro, probele de salivă de la persoane cu parodontită au generat biofilme mai puțin diverse. Totuși, sunt necesare studii suplimentare pentru a elucida dacă aceasta indică un stadiu avansat al disbiozei.

Concluzii

Studiul evidențiază o relație complexă între gena AMY1 (responsabilă de producerea amilazei), consumul de amidon și comunitatea microbiană orală. La persoanele cu AMY1 CN mare, prezența amidonului poate favoriza anumite bacterii (ex. Streptococcus) și dezavantaja altele (Veillonella, Atopobium), cu potențiale consecințe asupra riscului de carii și parodontită. Observațiile susțin idea că dieta și genetica individuală pot influența susceptibilitatea la boli orale prin modularea compoziției biofilmelor. Rezultatele oferă informații prețioase pentru dezvoltarea unor strategii personalizate (ex. recomandări nutriționale, igienă orală adaptată genotipului AMY1) în prevenirea afecțiunilor dentare și parodontale.