El microbioma bucal de los niños: desarrollo, enfermedad e implicaciones más allá de la salud bucal

El microbioma bucal de los niños: desarrollo, enfermedad e implicaciones más allá de la salud bucal

Andrés Gómez y Karen E. Nelson

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Resumen

En la era de la metaómica aplicada y la medicina personalizada, el microbioma oral es un activo valioso. Desde el descubrimiento de biomarcadores hasta ser una poderosa fuente de objetivos terapéuticos y presentar una oportunidad para desarrollar enfoques no invasivos para el cuidado de la salud, ha quedado claro que los microbios orales pueden tener la respuesta para comprender la enfermedad, incluso más allá de la cavidad oral. Aunque nuestra comprensión de la diversidad del microbioma oral ha avanzado mucho en los últimos 50 años, todavía hay muchas áreas que deben ajustarse para una mejor evaluación y diagnóstico de riesgos, especialmente en las primeras etapas de desarrollo de la vida humana. Aquí, discutimos los factores que afectan el desarrollo del microbioma oral y exploramos los marcadores orales de la enfermedad, con un enfoque en la cavidad oral temprana.

Introducción

Las observaciones microscópicas de Leeuwenhoek en su propia placa dental, hace más de 3 siglos, sugirieron una diversidad sin precedentes de microorganismos (o “animálculos”) en la cavidad bucal humana. De hecho, WD Miller, en su relato seminal de los microorganismos de la boca humana 'Die Mikroorganismen der Mundhohle' (1892)[ 1 ], sugiere que un gran número de morfotipos bacterianos obtenidos en la boca podrían hacer imposible su clasificación. Desde entonces, los microbiólogos y ecologistas microbianos han recorrido un largo camino, desde apuntar a miembros específicos de la fracción "cultivable" de la cavidad bucal [ 2 ], hasta usar la clonación [ 3 , 4 ], la toma de huellas dactilares [ 5] y tecnologías de secuenciación de alto rendimiento, para revelar que este microecosistema puede albergar entre 800 y 1000 taxones bacterianos orales diferentes (que comparten >98,5 % de identidad de secuencia de 16S rRNA)[ 3 ], con diferentes patrones de abundancia y diversidad según la edad y el estado de salud. En consecuencia, esta gran diversidad microbiana, que incluye bacterias, arqueas, virus, fagos y varios microeucariotas, hace que sea un desafío para los médicos y ecólogos microbianos buscar marcadores válidos de salud y enfermedad bucal, sin mencionar los obstáculos asociados con la variación significativa. encontrado entre y dentro de (diferentes sitios de la cavidad oral) sujetos [ 6 , 7 ]. Las encuestas de diversidad sobre microbiomas orales saludables sugieren un grupo central de filotipos [ 8 ,9 ], diferentes de los que se encuentran en condiciones de enfermedad [ 5 , 10 ]. Además, una gran cantidad de literatura se ha centrado en revisar y estudiar el microbioma oral en la salud y la enfermedad [ 3 , 11 - 14 ]. Sin embargo, encontrar marcadores bacterianos consistentes entre estudios y cohortes sigue siendo una tarea abrumadora. Además, traducir estos hallazgos en un tratamiento eficaz de la salud oral e incluso sistémica es un desafío importante.

En esta revisión, intentamos diseccionar las relaciones entre las bacterias orales y la salud al explorar los factores que dan forma al microbioma oral humano, con un enfoque en la cavidad oral temprana. Por lo tanto, revisamos los estudios sobre el microbioma oral de los niños y los aspectos ecológicos y de desarrollo de este microecosistema que se relacionan con la salud oral y sistémica. Para lograr estos objetivos, 1) examinamos los factores que afectan el desarrollo y la maduración del microbioma oral desde el nacimiento; 2) explorar los biomarcadores que influyen en la salud y las enfermedades bucales de los niños y 3) inspeccionar cómo los marcadores microbianos bucales afectan la salud más allá de la cavidad bucal del niño hasta la edad adulta. Finalmente,

1. Desarrollo y maduración del microbioma oral después del nacimiento

La forma en que adquirimos nuestro microbioma durante el embarazo y después del nacimiento ha sido objeto de numerosos estudios de investigación [ 15 ], la mayoría centrados en los microbios que pueblan el tracto gastrointestinal (GI) inferior, con información mucho más limitada sobre los microorganismos que pueblan la cavidad oral después nacimiento. Curiosamente, la evidencia emergente ha señalado una conexión entre el entorno placentario y el microbioma oral. Por ejemplo, el análisis de secuenciación del gen 16S rRNA ha revelado la presencia de varios comensales orales prominentes como Streptococcus , Fusobacterium, Neisseria, Prevotella y Porphyromonas en la placenta humana y murina[ 16 – 18]. De hecho, se encontraron similitudes cercanas entre el supuesto microbioma placentario y el de la cavidad oral de la madre, en comparación con cualquier otro sitio del cuerpo [ 18 ]. Las hipótesis detrás de estos hallazgos proponen que durante el embarazo, los comensales orales llegan al líquido amniótico a través de la sangre (bacteriemia de bajo grado), una condición que puede exacerbarse durante la enfermedad periodontal y la infección oral en las madres, con posibles consecuencias perjudiciales para el parto a término [ 19 - 22 ]. Además, se ha encontrado una asociación entre el modo de parto y patrones específicos de microbiomas orales en bebés de tres a seis meses, específicamente en cuanto a la abundancia de Streptococcus, Fusobacterium y Slackia [ 23 ] .

Sin embargo, las hipótesis de un microecosistema placentario de origen hematógeno y el establecimiento de la cavidad oral del recién nacido influenciado por bacterias orales derivadas de la madre son controvertidas. Las críticas se basan principalmente en la falta de evidencia de que el ADN bacteriano encontrado en el líquido amniótico sea el de bacterias vivas, ya que uno esperaría que las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento detectaran cualquier ADN bacteriano presente independientemente de la viabilidad celular, por lo que la señal obtenida puede ser simplemente celular. escombros. Además, existe la posibilidad de contaminación de la placenta con sangre materna [ 24 ]. A pesar de estas observaciones, es un hecho que tanto el microecosistema placentario como el oral son particularmente únicos en diversidad en comparación con cualquier otro sitio del cuerpo, incluido el microbioma vaginal [ 7 ].], y que la señal microbiana obtenida en el líquido amniótico incluye bacterias que no suelen encontrarse en el tracto urogenital. Por lo tanto, la conexión entre los microbios orales maternos y la siembra del microbioma oral en los recién nacidos es potencialmente probable, pero debe probarse más utilizando modelos mecánicos, en lugar de modelos de asociación.

Montaje de microbios en la cavidad oral. Después de la siembra inicial, el ensamblaje del microbioma humano parece estar significativamente influenciado por la exposición ambiental. En este escenario, los hábitats corporales específicos crean un conjunto de condiciones físicas, químicas y biológicas que "filtran" los microecosistemas corporales para permitir la colonización por un conjunto muy particular de bacterias derivadas del medio ambiente [ 25 ]. En el caso de la cavidad oral, es probable que un conjunto específico de estímulos ambientales y filtrado inmunológico, después de la siembra inicial, moldee el entorno oral en la edad adulta, lo que podría afectar la salud bucal. En este sentido, una combinación de diferentes fuentes de microbiomas maternos, incluidos el intestino, la vagina, la piel, así como la leche materna y los primeros alimentos, puede dar forma al microbioma oral temprano [ 26 ,27 ]. Por ejemplo, tal como sucede con el microbioma intestinal en los bebés, la cavidad oral temprana también se ve influenciada por el modo de parto [ 15 , 23 , 28 ]. Específicamente, los bebés nacidos por vía vaginal tienden a mostrar una mayor abundancia de taxones como Prevotella, Bacteroides y TM7 , mientras que los bebés nacidos por cesárea muestran una mayor colonización por Propionibacterium Staphylococcus , Slackia y Veillonella . La forma en que estas señales afectan la salud oral de los niños más adelante en la vida, como se ha sugerido con las comunidades microbianas intestinales, requiere más investigación.

Inmediatamente después del nacimiento, la cavidad oral del recién nacido parece estar rápidamente dominada por Streptococcus ( S. mutans , S. epidermidis y S. salivarius ) y Fusobacterium [ 28 - 30 ]. Aparentemente, la floración de Streptococcus spp. (particularmente S. salivarius ) se asocia con los primeros estímulos de oligosacáridos en la cavidad oral infantil [ 31 ]. Posiblemente, los productos metabólicos de Streptococcus en los oligosacáridos dietéticos en la leche materna o fórmula (fermentación) allanan el camino para que prosperen otros comensales orales. Además, diferentes especies de Streptococcus pionerosspp. aislados de neonatos alimentados con leche materna y con fórmula tienen la capacidad metabólica de escindir la inmunoglobulina A1 (IgA1) [ 32 ], lo que sugeriría que los estreptococos podrían florecer en un entorno rico en IgA1, probablemente desencadenado por la leche materna [ 33 ]. Sin embargo, no está claro si las posibles abundancias diferenciales en diversas especies de estreptococos surgen en respuesta a los estímulos de la fórmula o la leche materna, o si estas diferencias podrían afectar la salud bucal.

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