Corynebacterium matruchotii

microorganismos

Artículo

Corynebacterium matruchotii Demografía y Determinantes de Adhesión en la Cavidad Oral de Individuos Sanos

Anders Esberg 1,* , Angela Barone 2, Linda Eriksson 1, Pernilla Lif Holgerson 3, Susann Teneberg 2 e Ingegerd Johansson 1

1 Departamento de Odontología/Sección de Cariología, Universidad de Umeå, SE 901 87 Umeå, Suecia; linda.eriksson@umu.se (LE); ingegerd.johansson@umu.se (IJ)

2Instituto de Biomedicina, Departamento de Bioquímica Médica y Biología Celular, Academia Sahlgrenska, Universidad de Gotemburgo, SE 405 30 Göteborg, Suecia; angela.barone@gu.se (AB); susann.teneberg@medkem.gu.se (ST)

3 Departamento de Odontología/Sección de Pediatría, Universidad de Umeå, SE 901 87 Umeå, Suecia; pernilla.lif@umu.se

* Correspondencia: anders.esberg@umu.se

Recibido: 15 de octubre de 2020; Aceptado: 9 de noviembre de 2020; Publicado: 13 noviembre 2020

Resumen: Corynebacterium matruchotii puede ser clave en la formación de biopelículas dentales, pero la información sobre la demografía, las bacterias asociadas y los ligandos de unión es limitada. Los objetivos de este estudio fueron explorar C. matruchotiipor edad y sitio de colonización (placa y saliva), in vitro bacteria-bacteriana en ensayos de coagregación y coadhesión, y glicolípidos como posibles ligandos de unión en ensayos de unión de cromatogramas de capa fina. . C. matruchotii aumentó de los 3 meses a los 18 años, con una prevalencia del 90 % y 100 % en la saliva y el biofilm dental, respectivamente. C. matruchotii se agregaba a la saliva de forma dependiente de la dosis, pero carecía de la capacidad de unirse a la hidroxiapatita recubierta de saliva. In vivo, C. matruchotii fue paralela a la de Actinomyces naeslundii, Capnocytophaga sp. HMT 326, Fusobacterium nucleatum subesp. polymorphumy Tannerella sp . HMT 286. In vitro, C. matruchotii tanto planctónicos como superficiales A. naeslundii, Actinomyces odontolyticusy F. nucleatum. Además, C. matruchotii exhibió la capacidad de unirse a glicolípidos aislados de eritrocitos humanos (grupo sanguíneo O), granulocitos humanos, intestino de conejo, meconio humano e intestino de rata. Los ensayos de unión identificaron ligandos de carbohidratos candidatos como isoglobotriaosilceramida, Galα3-isoglobotriaosilceramida, lactotriaosilceramida, lactotetraosilceramida, neolactotetraosilceramida y neolactohexaosilceramida. Por lo tanto, que C. matruchotii use bacterias específicas de la placa para adherirse a la biopelícula y puede interactuar con los tejidos humanos a través de interacciones con carbohidratos.

Palabras clave: Corynebacterium matruchotii; demografía; agregación; ligando; glicolípidos

1. Introducción

Corynebacterium matruchotii (anteriormente Bacterionema matruchotii) [1] es una actinobacteria Gram-positiva con filamentos largos y una morfología típica de “mango de limpieza” [1]. C. matruchotii se ha encontrado previamente en una unidad morfológica en biopelículas dentales, denominadas "mazorcas de maíz", formadas por el organismo filamentoso con cocos adherentes [2]. Estudios recientes redefinieron la organización bacteriana en el biofilm supragingival como una estructura similar a un erizo y sugirieron que C. matruchotii es una especie nucleante en la comunidad bacteriana [3]. La caracterización morfológica de la estructura del erizo ha revelado una red en la que las Streptococcus y Actinomyces se adhieren a los C. matruchotii , con más cocos adheridos a las puntas de los filamentos distales [3]. Otras especies en la estructura del erizo pertenecen a

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a los Porphyromonas, Haemophilus, Aggregatibacter, Neisseria, Fusobacterium y Leptotrichia [3]. Sin embargo, Kolenbrander y Williams [4] no observaron ninguna interacción entre C. matruchotii y Actinomyces viscosus (cepas MG1, T14V y T14AV), Actinomyces naeslundii (cepas ATCC 12104, I y W1544) o Streptococcus spp. (cepas DL1, Challis, Hi, 34 y J22). Kim y Koo [5] confirmaron recientemente que las arquitecturas espaciales de mazorca de maíz, erizo y algas marinas son comunes, pero también documentaron una estructura en forma de cúpula en niños pequeños con caries activa [6].

Varios estudios de secuenciación del gen 16S rRNA han encontrado a C. matruchotii entre las especies más prevalentes en el microbioma del núcleo oral humano adulto, ya que están presentes en prácticamente todos los sujetos en abundancia significativa [7,8]. Esto también se confirmó en estudios de metaproteoma y metatranscriptoma [9,10]. Además, C. matruchotii representa una gran proporción de la actividad proteica en las biopelículas dentales humanas [9,10] y secreta un proteolípido asociado a la membrana de 50 aminoácidos que induce la precipitación de calcio [11], así como una oxidorreductasa (MdbA) que cataliza un formación de enlaces disulfuro in vitro, que pueden utilizarse para catalizar el plegamiento y la estabilización de proteínas oxidativas [12].

La relación entre C. matruchotii y la salud bucal sigue sin estar clara. Algunos estudios informan que C. matruchotii se enumera en niños y adultos jóvenes libres de caries [7,13] y reduce la progresión de la caries [13]. Sin embargo, se ha encontrado que un Corynebacterium se encuentra entre las especies predominantes relacionadas con la progresión de la caries en la dentición temporal y permanente [14]. De manera similar, algunos estudios han encontrado una asociación entre C. matruchotii y la salud periodontal [15,16], pero un estudio informó que C. matruchotii es más del doble de prevalente en fumadores, lo que indica una asociación o aparición conjunta con la enfermedad periodontal, que es más común en fumadores [17].

Por lo tanto, cada vez hay más apoyo para un posible papel clave de C. matruchotii en la formación de biopelículas orales, pero aún queda mucho por entender sobre su papel en la biología de la microbiota oral y la salud bucal. Los objetivos de este estudio fueron explorar C. matruchotiipor edad y sitio de colonización (placa y saliva), in vitro bacteria-bacteriana en ensayos de coagregación y coadhesión, y glicolípidos como posibles ligandos de unión en ensayos de unión de cromatogramas de capa fina. .

2. Materiales y Métodos

2.1. Población del estudio Los

datos sobre la prevalencia y la abundancia de C. matruchotii y otras bacterias orales se extrajeron de cohortes de estudios anteriores: un estudio sobre la transformación de la edad de la microbiota oral [18] y otro que empleó a adultos jóvenes [19]. Las cohortes se describieron en sus respectivas publicaciones. Ambos estudios con apéndices fueron aprobados por la Autoridad de Revisión Ética de Suecia, Suecia (Dnr 2011-90-31 M, 2012-111-31 M, 2015-389-32 M, 2017-450-31 y 2016-239-32 M ) y siguió la Declaración de Helsinki y el Reglamento General de Protección de Datos (GDPR). Todos los padres y adultos jóvenes recibieron información escrita y verbal antes de firmar el consentimiento informado para participar y aceptar el uso de la información en la investigación.

2.2. Muestras biológicas e información sobre condiciones médicas, de estilo de vida y de vida

Hisopos de saliva, saliva parotídea y estimulada por masticación completa, biopelícula dental, leche materna y heces para la caracterización de la microbiota, como se describe en otro lugar [18,20]. Brevemente, las muestras de hisopos de saliva se recolectaron girando hisopos de algodón estériles en la boca de niños de 2 días, 3 meses, 18 meses, 3 años y 5 años, seguido de la dispersión de bacterias en 10 mM Tris- HCl, EDTA disódico 1 mM , pH 7,4. La leche fue recolectada por las madres después de limpiar cuidadosamente el pezón con agua y jabón y secarlo con una toalla limpia. Los padres tomaron muestras de heces de los niños en casa utilizando tubos diseñados para este fin (NC9574115, Sarstedt, Inc. SC TUBE CBS, Fisher Scientific, Gotemburgo, Suecia). Se proporcionó información verbal y escrita a las madres antes de la toma de muestras. leche y heces se almacenaron a −20de ◦C durante aproximadamente 2 semanas y luego se transportaron en hielo al laboratorio y se transfirieron a un congelador de −80 ◦C hasta que se prepararon para el análisis.

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De los adultos jóvenes (18–23 años), se recolectó biopelícula supragingival de las superficies dentales accesibles utilizando palillos de madera estériles. Las muestras de biopelícula dental se agruparon por sujeto en tampón y los participantes se abstuvieron de la higiene bucal en la mañana del muestreo.entera estimulada por la masticación se recogió durante 3 min en tubos de ensayo estériles.

Todas las muestras se transfirieron inmediatamente a congeladores de -80 ◦C.

La información sobre condiciones médicas y de otro tipo se recopiló a través de cuestionarios. Los adultos jóvenes también informaron sobre su ingesta dietética habitual en un cuestionario de frecuencia de alimentos semicuantitativo de 93 preguntas (FFQ, http://www.matval.se), como se describió anteriormente [20].ingesta de energía y nutrientes que proporcionan energía se estimaron como se describe anteriormente [21].

Para in vitro , se recolectó saliva parotídea de voluntarios en tubos de ensayo enfriados con hielo usando copas Lashley y con estimulación con ácido cítrico.

2.3. Extracción de ADN y secuenciación de la microbiota La

extracción de ADN genómico a partir de hisopos de saliva, muestras de saliva, biopelícula

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