Profesor Asistente, Cátedra de Odontología Operatoria, Facultad de Odontología, Universidad Central de Venezuela
Instituto de Investigaciones Odontológicas "Raúl Vincentelli", Facultad de Odontología, Universidad Central de Venezuela.
RESUMEN |
Esta revisión se realizó con el objetivo de evaluar los microorganismos implicados en la lesión de Caries Dentinaria. La Caries Dental es una enfermedad infecciosa, crónica y de etiología multifactorial, caracterizada por un desequilibrio en el proceso dinámico y fisiológico de episodios de desmineralización y remineralización de los tejidos duros del diente, resultado del metabolismo de los carbohidratos por parte de las bacterias que conforman la Placa Dental. Este proceso en el tiempo, puede provocar una pérdida neta de minerales y por consecuencia una cavidad. La enfermedad no ocurre en ausencia de placa dental y sin la presencia de una exposición frecuente de carbohidratos fermentables provenientes de la dieta(1). Cabe destacar que la naturaleza infecciosa de la Caries Dental, se conoció gracias al estudio realizado en 1960, por Fitzgerald y Keyes(2), quienes demostraron el papel de Streptococcus mutans como agente microbiano cariogénico en caries experimental en hamsters.
Caries Dentinaria
La Caries Dentinaria representa el signo tardío de la enfermedad Caries Dental, y ha sido objeto de numerosos estudios microbiológicos desde 1890 hasta la actualidad. Los estudios mas recientes basados en técnicas moleculares, han permitido detectar la presencia de especies bacterianas que fueron desestimadas en estudios anteriores, por las limitaciones de los medios de cultivo y de técnicas de identificación bioquímica.
Uno de los objetivos al tratar una lesión de Caries Dentinaria, además de restaurar la estructura y función del diente, es la eliminación de la biomasa de dentina infectada dentro de la lesión. Por esta razón, es importante conocer la naturaleza microbiana que la constituye, así como, la distribución de estos microorganismos, a través de todas las zonas que abarca la lesión.
Para estudiar el contenido microbiano de la Dentina Cariada, la lesión puede ser dividida en dos zonas, de acuerdo a las características ultra-estructurales:
una zona superficial irreversiblemente desmineralizada, con un tejido de consistencia blanda, necrótico e infectado y
una zona mas profunda, menos infectada, con un tejido reversiblemente desmineralizado(3).
A partir de la identificación de estas dos zonas bien definidas que determinan hábitats distintos, algunos estudios se han enfocado en analizar si existen o no diferencias en cuanto a los géneros y especies microbianas presentes.
También, la lesión de Caries Dentinaria de acuerdo a su localización puede clasificarse en: Caries Dentinaria Coronal y Caries Dentinaria Radicular.
Microorganismos presentes en Dentina Cariada Coronal
El primer microbiólogo bucal que desarrolló técnicas de cultivo para el crecimiento y estudio de los microorganismos bucales, fue Miller(4) en 1890, quién descubrió la presencia de Lactobacillus en lesiones de Caries Dentinaria. Posteriormente, Clarke(5) en 1924, aisló por primera vez Streptococcus mutans a partir de muestras de Dentina Cariada. Así mismo, las investigaciones realizadas por Burnett y Scherp(6) en 1951, demostraron que, en las muestras de lesiones de Dentina Cariada, existe un predominio de microorganismos proteolíticos, en comparación con las lesiones de Caries de Esmalte. Posteriormente, en 1973 Loesche y Syed(7), aislaron microorganismos de Dentina Cariada, a través de medios de cultivos selectivos y no selectivos. Las especies aisladas en Dentina Cariada fueron los siguientes: Streptococcus mutans (26%), Lactobacllus casei (21%), Actimomyces (18%), Veillonella (7%) y otros organismos bacilos Gram- positivos (28%) no identificados. Hoshino(8) en 1985, identificó los microorganismos predominantes en lesiones de Caries Dentinaria de cuatro terceros molares permanentes, utilizando cultivos anaeróbicos, y demostró que la mayoría de los microorganismos aislados de ambas zonas de la lesión (zona profunda y zona superficial) fueron anaerobios estrictos, sugiriendo que las condiciones en la dentina eran estrictamente anaeróbicas. Los anaerobios estrictos predominantes fueron bacilos Gram-positivos los cuales se identificaron como: Propionibacterium, Eubacterium, Arachnia, Lactobacillus, Bifidobacterium, y Actinomyces. También fueron aislados bacilos Gram-negativos (Bacteroides y Fusobacterium) y cocos Gram-positivos (Peptococcus, Peptostreptococcus y Streptococcus), los cuales constituyeron la parte menor de la flora. El número de unidades formadoras de colonias (UFC) de la capa superficial de la lesión de Caries fue mayor que el de la capa profunda, en todas las muestras analizadas de lesiones de Caries. Estos estudios fueron realizados utilizando medios de cultivos selectivos y no selectivos, y técnicas de identificación bioquímica. Los estudios mas recientes de microorganismos presentes en Dentina Cariada se basan en técnicas moleculares, como la Reacción en Cadena de la Polimerasa (RCP), que permite identificar, por amplificación del material genético (ADN), los diversos microorganismos presentes en una muestra clínica de Dentina Cariada(9).
Esta técnica ha sido empleada para caracterizar la microflora asociada con abcesos dentoalveolares, periodontitis e infecciones endodónticas, y en cada caso, se ha encontrado que las especies que no habían sido caracterizadas hasta ahora, constituyen una proporción substancial de la microflora presente(10, 11, 12).
Al comparar los resultados obtenidos utilizando medios de cultivo con los obtenidos con la RCP, se destacan las limitaciones de la primera técnica, como por ejemplo, que alrededor del 50% de la microflora bucal no crece en medios de cultivos artificiales(13,14) , y además permite el crecimiento limitado de bacterias, dando lugar a una subestimación del número de bacterias presentes(15). En cambio, las técnicas moleculares tienen el potencial de cuantificar el ADN bacteriano y por lo tanto, el número de bacterias. Un método alternativo es a través, de la RCP a tiempo real, en la cual el progreso de la reacción en cadena de la polimerasa es registrada en tiempo real en cada ronda de replicación y además la cantidad de ADN en la muestra puede ser cuantificada, lo que permite obtener el número de especies bacterianas presentes(16).
Algunos estudios se han enfocado en aplicar tanto los medios de cultivo como la RCP, para comparar los resultados en cuanto a los microorganismos identificados con una técnica u otra. Entre estos estudios podemos citar el de Munson y col., (17) quienes identificaron la microflora presente en 10 lesiones de Caries Dentinaria, a través de la combinación de cultivos (anaeróbicos y aeróbicos) y de RCP, además de comparar la composición de la microflora en las dos zonas de la lesión cariosa: en el frente de avance (zona profunda) y en el cuerpo principal (zona superficial). En el total de las 10 muestras evaluadas, las especies predominantes variaron de individuo a individuo. En las 10 muestras analizadas se encontraron 14 especies del género Lactobacillus. Las especies predominantes en los medios de cultivos anaeróbicos fueron Propionibacterium, Olsenella profusa y Lactobacillus rhamnosus. Mientras que, las especies predominantes por análisis molecular fueron Streptococcus mutans, Lactobacillus gasseri/johnsonii, y Lactobacillus rhamnosus. Sólo tres especies fueron encontradas en todas las muestras: Streptococcus mutans, Rothia dentocariosa y Propionibacterium. No se encontraron diferencias significativas en la composición de la microflora en el cuerpo principal comparado con el frente de avance de las lesiones de Caries.
En el estudio realizado por Byun y col., (18) se llevo a cabo un análisis cuantitativo de la diversidad de especies de Lactobacillus presentes en 65 lesiones de Caries Avanzada, por medio de RCP a tiempo real. Entre los grupos dominantes de especies de Lactobacillus encontrados, se destacaron: L. gasseri, L. ultunensis, L. salivarius, L. rhamnosus, L. casei, L. crispatus, L. delbrueckii, L. fermentum, L. paracasei y L. gallinarum. En cuanto a la distribución de especies de Lactobacillus en las muestras de Caries Dentinaria, se observó que en el 68% de las muestras los miembros de Lactobacillus del grupo casei, en donde se incluyen L. casei, L. paracasei y L. rhamnosus, fueron las especies mas prevalentes, mientras que las especies menos prevalentes fueron L. fermentum (22%), L. gallinarum (9%), y L. delbrueckii (6%).
En cuanto a la cuantificación de especies de Lactobacillus y filotipos, entre las especies prevalentes identificadas por análisis poblacional de ADN, los análisis de RCP a tiempo real mostraron que L. gasseri y L. ultunensus estaban presentes en número mayor que las otras especies, con una carga promedio de 8,7.106 y 8,1.106 células por mg de peso húmedo de dentina, respectivamente, sugiriendo una asociación entre estas especies y la Caries Avanzada (Tabla 1). Estas dos especies también constituyeron la mayoría de Lactobacillus presentes en algunas muestras de dentina, sugiriendo que ellas pueden poseer una ventaja selectiva para la colonización y proliferación en la Dentina Cariada.Estos resultados coinciden con van Strijp y col., (19) quienes observaron altas proporciones de Lactobacillus en la dentina severamente desmineralizada; así como McGrady y col., (20) demostraron la alta afinidad que presenta Lactobacillus por la molécula de colágeno tipo I presente en la dentina.
Los análisis también revelaron asociaciones positivas entre L. gasseri y L.salivarius, L. gasseri y L. rhamnosus, indicando que la presencia de una de estas especies en el sitio de la lesión, puede estar asociada con la colonización y proliferación de la otra especie(18).
Estos hallazgos nos proporcionan información sobre la diversidad de Lactobacillus presentes en la Dentina Cariada, por lo cual deben ser determinadas las interacciones sinérgicas y antagónicas de los Lactobacillus dentro de estas lesiones(18).
Nadkarni y col.,(21) identificaron los microorganismos presentes en 65 lesiones de Caries Avanzada, a través de cultivos y de RCP a tiempo real, y demostraron la alta incidencia y cantidad de especies de anaerobios Gram-negativos, específicamente, de Prevotella, que en algunos casos pudo llegar a dominar la comunidad polimicrobiana asociada con la Dentina Cariada. Esto coincide con otros estudios reportados por Hahn y col.,(22) y Massey y col.,(23) quienes demostraron la presencia de bacterias anaeróbicas Gram-negativas y proteolíticas del género Prevotella en Dentina Cariada, por medio de técnicas moleculares.
Con estos hallazgos señalados anteriormente queda demostrado que con el uso de medios de cultivos anaeróbicos para el crecimiento de microorganismos aislados de Dentina Cariada, se ha desestimado significativamente la presencia de Prevotella y otras especies anaerobias. Además, los resultados de cultivos y de las pruebas bioquímicas, han revelado discrepancias en el número de organismos de Prevotella y en la falta de reconocimiento de las formas bucales de este género(21).
Chhour y col., (14) en 2005, realizaron un estudio identificando la microflora de la Dentina Cariada por RCP a tiempo real, en 10 lesiones seleccionadas sobre la base de una carga microbiana total comparable y sobre la abundancia relativa de Prevotella, es decir muestras de: Grupo Alto en Lactobacillus, Grupo Medio Lactobacillus-Prevotella, Grupo Alto Prevotella y Grupo Bajo Lactobacillus-Prevotella)(Tabla 2). Los análisis filogenéticos de 942 secuencias de amplicones del ARNr 16S, demostraron la presencia de 75 especies en las 10 lesiones de caries. Se encontró una diversidad de especies de Lactobacillus, que constituían el 50% y los nueve filotipos de Lactobacillus observados con mayor frecuencia fueron: L. casei, L.fermentum, L.panis, L.gasseri, L. delbrueckii, L.ultunensis, L.crispatus, L. salivarius, L. nagelli. Por otra parte, Prevotella constituyó el 15% de las especies encontradas. Otros microorganismos presentes en las muestras de Dentina Cariada incluyeron: Fusobacterium nucleatum, Eubacterium, Lachnospraceae, Olsenella, Bifidobacterium, Propionibacterium y Pseudoramibacter alactolyticus.
Este predominio de Lactobacillus en las muestras de Dentina Cariada coincide con los reportes Munson y col., (17) y de Byun y col., (18) e indican que es posible que la colonización temprana de la matriz dentinaria por Lactobacillus es favorecida por una dieta abundante en carbohidratos que, una vez fermentados, crean un medio ácido el cual excluye la colonización posterior de otras especies. La exclusión también puede depender de los subproductos de la fermentación de algunos de estos Lactobacillus(14).
Pero, además de la evidente presencia de cantidades considerables de especies del género Lactobacillus en lesiones de Caries Avanzada, otros estudios como el de Becker y col.,(24) compararon las bacterias encontradas en la cavidad bucal de un grupo de 30 niños con caries y 30 niños sin caries, en edades comprendidas entre 2 y 8 años. Los autores reportan al Bifidobacterium como la especie bacteriana (identificada a través de RCP) mas numerosa (5.10(7) a 4.10(9) células bacterianas) en las lesiones dentinarias profundas y no profundas, sobrepasando en cantidad, tanto al S. mutans como al L. fermentum. Estos resultados sugieren a Bifidobacterium como el patógeno principal en las lesiones de Caries Avanzada en niños. Crociani y col., (25) examinaron cepas de Bifidobacterium aisladas de muestras de lesiones de caries, e identificaron tres especies diferentes: B. dentium, B. inopinatum y B. denticolens.
En el estudio de Becker y col., (24) se detectó la presencia de gran cantidad de Streptococcus mutans en todas las lesiones de Caries Avanzada y en menor cantidad de S. salivarus, S. parasanguinis y S.constellatus. Este último hallazgo no concuerda con estudios anteriores, como los de Loesche & Syed., (7) y Hoshino y col., (26) los cuales señalan que Streptococcus mutans, en áreas profundas de Dentina Cariada sólo constituye una pequeña parte de la flora microbiana.
Microorganismos presentes en Dentina Cariada Radicular
Osaki y col., (27) en 1994, emplearon técnicas inmuno-histoquímicas, para detectar los microorganismos asociados con Caries Coronal y Caries Radicular. En las muestras de Caries Dentinaria, en fisura y superficie coronal lisa, se encontró que Streptococcus mutans, fue la especie predominante en la Dentina de la fisura y de la superficie lisa, con mayor número en las capas superficiales y medias de la Dentina en comparación con la Dentina profunda. Actinomyces naeslundii fue la especie asociada con la invasión dentinaria en Caries Radicular y con alto predominio en la Dentina superficial, media y profunda.
Posteriormente, en 1996 Schûpbach y col., (15) identificaron los microorganismos presentes en 14 lesiones de Caries Radicular, con diferentes grados de severidad, utilizando cultivos anaeróbicos. En el caso de las lesiones Dentinarias Avanzadas, los autores reportaron en porcentaje de contaje total de bacterias un 99,4 % de bacterias Gram-positivas y un 0,6 % de bacterias Gram-negativas (Prevotella, Selenomonas y Bacteroides).
El 74,6% de las bacterias aisladas fueron anaerobias facultativas, mientras que las anaerobias estrictas constituyeron el 25,4% de las UFC. Entre las bacterias Gram-positivas, el Streptococcus fue la mas abundante (35,6% UFC), siendo S.mutans y S.anginosus las mas numerosas con 23,1% y 12% de UFC, respectivamente. En orden decreciente también se identificaron cepas de Staphylococcus (S. epidermidis, S. hominis), Eubacterium sabbureum, Lactobacillus, Actynomices israelí y Prevotella denticola(15).
Cabe destacar en este estudio, la gran cantidad reportada de especies de Streptococcus, en contraste, con el bajo porcentaje de especies de Lactobacillus y Actinomyces encontradas en lesiones de Caries Dentinaria Radicular Avanzada. Estos resultados contrastan con los obtenidos por Brailsford y col., (28) quienes analizaron los microorganismos presentes en 9 lesiones de Caries Dentinaria Radicular, utilizando medios de cultivos bajo condiciones de aerobiosis y anaerobiosis, e identificadas por pruebas bioquímicas, logrando identificar A. israelii, A. gerencseriae, A. naeslundii, A. odontolyticus y A. georgiae. Otras especies también se encontraron en estas lesiones, como el caso de Lactobacillus, aislado de las 9 muestras de lesiones de caries, así como Cándida, aislada de 8 muestras, y Streptococcus mutans, aislada en 5 de las 9 muestras de lesiones. En cuanto a las especies de Actinomyces, se encontró A. gerencseriae en todas las muestras, A. israelli y A. naeslundii se encontraron en 7 de 9 muestras, y A. georgiae y A. odontolyticus solo en una lesión de caries. En este estudio se demostró la presencia de Actinomyces en la totalidad de las muestras tomadas, y además una variación considerable en la microflora de las lesiones, lo que soporta la etiología bacteriana no específica de la destrucción dentinaria. La comunidad microbiana asociada con la destrucción dentinaria debe poseer cualidades fisiológicas que colectivamente dan lugar a la destrucción del tejido(28).
En los estudios de Brailsford y col., (28) Aamdal y col., (29) y Schûpbach y col., (30) se ratifica la heterogeneidad de la población de Actinomyces presentes en las lesiones de Caries Radicular. Esto aumenta la posibilidad que la desmineralización y la destrucción del componente orgánico de la Dentina Radicular puede estar mediado por la acción de una comunidad microbiana con diferente composición, pero con la misma actividad fisiológica, es decir, la destrucción no está dada por una especie específica, por lo que la actividad fisiológica de una comunidad bacteriana es mas importante que la presencia de una especie particular.
Microorganismos presentes en Dentina Cariada asociados a Patología Pulpar.
Además de los estudios dedicados a la identificación de los microorganismos presentes en las lesiones de Caries Dentinaria, tanto a nivel Coronal como Radicular, también existe interés por identificar aquellos microorganismos invasores del tejido pulpar, responsables del origen de las infecciones endodónticas iniciadas por Caries Dentinaria. En este sentido, Martin y col., (16) correlacionaron las bacterias identificadas en lesiones de Caries Dentinaria con la respuesta tisular del tejido pulpar de 65 dientes extraídos de pacientes con Caries Avanzada y Pulpitis. Para ello, emplearon cultivos bajo condiciones de anaerobiosis y microaerofilia, y RCP a tiempo real. La patología pulpar fue categorizada según la respuesta celular y los cambios degenerativos. Los resultados de este estudio demostraron por contaje de colonias, un predominio de microorganismos Gram-positivos, específicamente Lactobacillus, Streptococcus y Actinomyces. También identificaron un número significativo de bacterias Gram-negativas, siendo Prevotella la mas abundante, seguida por Porphyromona melaninogenica y Fusobacterium nucleatum. Las bacterias detectadas por RCP a tiempo real fueron: Prevotella, P. melaninogenica, Fusobacterium, Micromonas micros (Peptostreptococcus), Porphyromonas endodontalis y Porphyromonas gingivalis. La relación entre la presencia específica de ciertas especies bacterianas, con los cambios degenerativos inflamatorios a nivel de tejido pulpar, evidenció una correlación positiva entre la detección de M.micros y P. endodontalis y la degeneración inflamatoria del tejido pulpar. Estas bacterias anaeróbicas están implicadas en infecciones endodónticas que ocurren como secuela de una Pulpitis por Caries. De acuerdo a esto, los datos sugieren que la presencia de alto contaje de estas bacterias en lesiones de Caries puede indicar una patología pulpar irreversible(16).
Microorganismos invasores de la Dentina
Más de 300 especies bacterianas son reconocidas como componentes de la microflora bucal. Sin embargo, son pocas las especies bacterianas capaces de invadir los tubulos dentinarios y sobrevivir dentro del medio intratubular. La evidencia reciente sugiere que Streptococcus puede reconocer receptores específicos en la molécula del colágeno tipo I, componente presente a nivel de la dentina peritubular, estimulando la adhesión bacteriana y crecimiento bacteriano intratubular. También, ciertas interacciones específicas de otras bacterias bucales pueden facilitar la invasión de la dentina por grupos bacterianos selectivos(31).
El proceso de descalcificación de los túbulos dentinarios por ácidos orgánicos producidos por algunas especies de Streptococcus y Lactobacillus, aparentemente puede ser complementado por la degradación proteolítica de la matriz dentinaria, ya sea por la acción de proteinasas microbianas no caracterizadas o por la actividad proteolítica de los odontoblastos(31).
Esto coincide con Schûpbach y col., (15) quienes señalaron que primero ocurre la desnaturalización del colágeno debido a un medio ácido, ocasionado por bacterias acidogénicas y acidúricas, como los Lactobacillus y Streptococcus, y luego ocurre una degradación del colágeno por las enzimas proteolíticas, derivadas principalmente de bacterias Gram-negativas como Prevotella, Bacteroides y Capnocytophaga.
Pero, no se debe olvidar la acción simultánea de una comunidad bacteriana compleja. Nagaoka y col., (32) estudiaron la habilidad de invadir la dentina de cultivos mixtos de bacterias asociados con Caries Radicular y Coronal, los análisis de sus datos sugieren que la invasión de L.casei fue facilitado cuando se co-cultivaron con S.sobrinus o A.naeslundii. También, la invasión de los túbulos dentinarios por P.gingivalis fue promovida cuando se co-cultivaron con S. gordonii. Estos experimentos demuestran que las bacterias pueden competir para invadir los túbulos dentinarios, y también pueden cooperar entre ellos en la invasión, ambas interacciones pueden ser significativas en determinar la infección tubular resultante(31).
Así mismo, Noorda y col., (33) demostraron que la combinación de Veillonella y S. mutans permitió una mayor producción de ácido y mayor desmineralización que el S.mutans solo. También ha sido demostrado que especies de Veillonella estimulan la glicólisis de S.salivarius(34).
Finalmente, Chhour y col., (14) sugieren que la composición bacteriana de los grupos dominantes puede depender de los primeros eventos, que incluyen la invasión por especies presentes en la Placa supragingival que se encuentra sobre la superficie dentaria, la contaminación con saliva y la fuente dietética. La progresión de la lesión depende de la naturaleza y la abundancia de los organismos acidogénicos y acidúricos y, al menos inicialmente, por la continua disponibilidad de carbohidratos fermentables provenientes de la dieta. La migración de bacterias proteolíticas hacia la proximidad de la cámara pulpar, para tomar los nutrientes adicionales, puede conducir a la fase final de la lesión de Caries y resultar en muerte pulpar y penetración de la bacteria al interior de la cámara pulpar. En concordancia con esto, la composición y el potencial patógeno de las poblaciones bacterianas posteriormente asociadas con infecciones endodónticas, podrían estar determinadas por los primeros eventos que ocurren en el establecimiento de la lesión de Caries Dentinaria
Conclusiones
Se ha podido demostrar en las lesiones de Caries Avanzada la presencia de una compleja y diversa comunidad bacteriana representada por muchas especies, donde destacan tanto Gram-positivas como Gram-negativas, y anaerobios facultativos y estrictos. Entre las especies identificadas podemos citar: Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium, Prevotella, Actinomyces, Fusobacterium, Propionibacterium, Eubacterium, Porphyromona, Rothia, Arachnia, Micromonas, Selenomonas, Olsenella, Pseudoramibacter.
En las dos zonas que conforman la lesión de Caries Dentinaria, el cuerpo de la lesión o capa superficial y el frente de avance de la lesión o zona profunda, se ha observado una mayor carga bacteriana a nivel de la capa superficial con respecto a la capa profunda. En cuanto a las especies presentes en ambas zonas no existen diferencias significativas.
A través de las técnicas moleculares de identificación y cuantificación bacteriana en las lesiones de Caries Dentinaria se han identificado microorganismos que eran subestimados o no reconocidos por los métodos de cultivos y pruebas bioquímicas, como es el caso de Prevotella y Bifidobacterium.
Los reportes de la investigación en este campo indican la necesidad de identificar y caracterizar, en su totalidad, la microbiota presente en las lesiones de Caries Dentinaria, así como el estudio de las interacciones bacterianas que determinan los eventos responsables de la progresión de la lesión y la destrucción del tejido dentinario. Al conocer la naturaleza de estas interacciones antagónicas y sinérgicas pudiéramos encontrar mecanismos que inhiban y regulen la progresión de la Caries.
REFERENCIAS
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