Berandasehat.id – Mikrobioma mulut manusia terdiri dari ratusan spesies bakteri yang berbeda, banyak di antaranya membentuk komunitas yang menempel pada gigi dan membentuk plak.

Penelitian sebelumnya berfokus pada spesies mana yang terkait dengan gigi berlubang, menghasilkan asam yang mengikis email gigi.

Namun, para peneliti menemukan bahwa setiap spesies tidak selalu baik atau buruk, setiap spesies dapat memiliki ratusan varietas berbeda, yang disebut galur, yang berbeda dalam kualitas pemicu gigi berlubang.

Wenjun Zhang dari UC Berkeley, profesor teknik kimia dan biomolekuler, mencoba membedakan bakteri sehat di mulut dari bakteri tidak sehat (bakteri penyebab gigi berlubang) agar dapat meningkatkan proporsi bakteri sehat dan mendorong mikrobioma oral probiotik.

Alih-alih berfokus pada spesies atau galur, Zhang dan timnya memindai urutan DNA semua bakteri di mulut, metagenom, untuk mencari gugus gen yang terkait dengan gigi berlubang.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, Xhang dan rekan melaporkan penemuan salah satu gugus gen yang menghasilkan dua molekul yang bersama-sama membantu komunitas bakteri mulut (baik dan jahat), saling menempel dan membentuk biofilm yang kuat pada gigi.

Mereka menemukan gugus gen ini pada beberapa, tetapi tidak semua, galur dari beberapa bakteri jahat yang diketahui di mulut, termasuk Streptococcus mutans, penjahat utama dalam kerusakan gigi.

Zhang melihat peluang untuk menempelkan gugus gen ini ke bakteri baik agar mereka dapat menempel lebih baik pada gigi dan mendorong keluar bakteri penghasil asam yang membuka jalan bagi gigi berlubang.

“Garis-garis tertentu yang termasuk dalam spesies yang sama dapat berupa patogen atau komensal atau bahkan probiotik,” kata Zhang.

Menurutnya, setelah kita lebih memahami aktivitas molekul-molekul ini dan bagaimana mereka dapat mendorong pembentukan biofilm yang kuat, kita dapat memperkenalkannya ke bakteri baik sehingga bakteri baik dapat membentuk biofilm yang kuat dan mengalahkan semua bakteri jahat.

Metabolisme khusus

Kluster gen ini ditemukan melalui penelusuran basis data daring dari sejumlah besar sekuens metagenomik komunitas mikroba di mulut relawan manusia.

Mahasiswa pascasarjana Berkeley, McKenna Yao, melakukan analisis statistik untuk mengidentifikasi klaster yang terkait dengan penyakit mulut, lalu membudidayakan bakteri tersebut untuk menganalisis dan mengidentifikasi metabolit yang dihasilkan oleh klaster tersebut.

Metabolit tersebut merupakan molekul kecil yang terdiri dari untaian pendek asam amino, peptida, dan asam lemak, atau lipid. Satu molekul bekerja seperti lem, membantu sel menggumpal menjadi gumpalan, sementara molekul lainnya bertindak lebih seperti tali, memungkinkan sel membentuk rantai.

Bersama-sama, keduanya memberi bakteri kemampuan untuk membangun komunitas, zat lengket pada gigi, alih-alih mengambang sendirian.

Kluster gen yang baru ditemukan ini berisi sekitar 15 segmen DNA yang mengkode protein, enhancer, dan faktor transkripsi yang bertindak seperti kaset metabolik mandiri, jalur metabolik alternatif yang tidak esensial untuk kelangsungan hidup bakteri, tetapi, menurut temuan Zhang, memiliki dampak besar pada lingkungan sekitarnya, seperti gigi.

Gugus gen ini terkadang disebut sebagai metabolisme sekunder mikroba, tetapi Zhang lebih suka istilah ‘spesialisasi’ karena dapat menghasilkan molekul-molekul yang menarik. Jaringan metabolisme khusus pada bakteri tanah telah terbukti menjadi sumber antibiotik yang subur, misalnya.

Yao mengungkap, metabolit khusus ini meningkatkan kelangsungan hidup dengan cara tertentu. Yao adalah salah satu dari tiga mahasiswa pascasarjana Berkeley yang berkontribusi dalam penelitian ini dan merupakan penulis pertama makalah tersebut.

Salah satu spesies bakteri yang perlu ditingkatkan adalah Streptococcus salivarius, yang tampaknya meningkatkan kesehatan mulut dan saat ini dipasarkan sebagai probiotik oral. Sayangnya, meskipun terbukti probiotik, bakteri ini tidak membentuk biofilm kuat yang menempel pada gigi dan cepat menghilang.

Zhang menyarankan untuk menambahkan molekul pembentuk biofilm yang kuat ke S. salivarius untuk melihat apakah bakteri ini dapat bekerja lebih baik sebagai probiotik.

Yao mencatat bahwa cara terbaik untuk menghilangkan biofilm pada gigi adalah dengan menyikat gigi, demikian laporan Science x Network. (BS)