Microbioma orale e parodontopatie: una review sullo stato dell’arte della ricerca

Il ruolo del microbioma orale nella patologia parodontale è ancora poco chiaro. Una recente review prende in considerazione l’ambiente microbico orale nel cane e nel gatto, descrive come cambia nella malattia del parodonto e offre spunti sull'utilità della terapia antibiotica sistemica.

Pubblicato il
, diSusanna Trave

Se, in condizioni di salute, ospite e microbioma coesistono in simbiosi senza evocare alcuna risposta infiammatoria, le circostanze che causano il passaggio dalla tolleranza immunitaria a una risposta proinfiammatoria rimangono, per lo più, sconosciute. E un’ipotesi unificata che spieghi come e perché si sviluppa la malattia parodontale deve ancora essere descritta. 

Una review appena pubblicata su Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice ha lo scopo di chiarire le attuali conoscenze sul ruolo svolto dal microbioma orale nel cane e nel gatto, descrivere come cambia al modificarsi dell’ambiente orale verso la patologia e offrire una guida sull’utilità degli agenti antimicrobici sistemici negli animali da compagnia con parodontite. 

L’analisi del microbioma: dalla PCR al sequenziamento shotgun

Tutti i microrganismi, ad eccezione di virus e prioni, contengono subunità geniche ribosomiali che possono essere utilizzate per distinguere le varie specie: il gene 16S rRNA nei procarioti (archeobatteri e batteri) e il gene 18S rRNA in eucarioti elementari (protozoi e funghi). 

I metodi di biologia molecolare più consolidati per amplificare, sequenziare e quantificare le regioni ipervariabili dei geni sono la polymerase chain reaction (PCR), e la più recente next-generation sequencing (NGS), che permette la lettura simultanea di migliaia di sequenze geniche. 

Il continuo perfezionamento di queste due metodologie permette oggi di sequenziare velocemente, con elevata accuratezza e relativo basso costo tutto il gene 16S rRNA e, quindi, di differenziare specie strettamente correlate tra loro come pure di identificare sottotipi o ceppi differenti. 

Più recente ancora è sequenziamento shotgunwhole-genome sequencing (WGS) che, sebbene ancora molto costoso, processa quantità enormi di dati ed è in grado di identificare ogni forma di microrganismo costituente il microbioma, a differenza della NGS che, sequenziando il gene 16S rRNA, può determinare solo la presenza di organismi che lo contengono. 

In aggiunta,  WGS produce dati quantitativi più accurati della PCR perché ne supera i bias legati al processo dell’amplificazione genica, e può permettere di determinare la presenza di geni associati a funzioni specifiche, come la virulenza o la resistenza alla terapia. 

I dati disponibili sul microbioma orale del cane e del gatto

Gli autori riportano i risultati di alcuni studi NGS. Nel cane è stato rilevato che:

  • la valutazione dell microbioma orale in relazione allo stato di salute parodontale ha indicato che i cani sani avevano prevalenza di specie Gram-negative mentre specie Gram-positive erano più numerose in presenza di parodontite; esattamente l’opposto che nell’uomo. I batteri Gram+ (Streptococcus sp.) sono più diffusi nella cavità orale umana sana e i batteri Gram- anaerobi come Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia e Treponema denticola sono spesso presenti nella parodontite umana. 
  • Nel cane i primi colonizzatori dello smalto dentale in seguito alla pulizia professionale dei denti sono stati batteri Gram-negativi, dominati dai generi Neisseria e Bergeyella.
  • In assenza di igiene dentale, prelevando campioni di placca sottogengivale da denti associati a gengivite e da denti che successivamente hanno sviluppato parodontite si è rilevato che l’insorgenza di quest’ultima non era determinata dalla comparsa di nuove specie patogene, ma risultava associata a cambiamenti proporzionali delle specie presenti. 
  • Confrontando il microbiota delle superfici della mucosa orale con la placca sopragengivale di 30 cani prima e fino a 5 settimane dopo (10 cani) la profilassi dentale professionale, si è visto che il microbiota adeso alla mucosa era nettamente diverso da quello su placca sopragengivale, ma 5 settimane dopo la pulizia dentale la proporzione relativa di specie in entrambi i siti tornava ai livelli pre-profilassi.
  • Quando il microbioma in aree differenti della cavità orale canina, quali mucose delle guance, lingua, placche sopragengivali e saliva, è stato valutato si è visto che, come già documentato nell’uomo, microbiomi presenti in aree diverse mostrano composizioni diverse: la placca sopragengivale ospita la maggior ricchezza di specie, seguita dalle superfici mucose di guance e lingua, mentre la saliva contiene il numero minore di specie.
  • Infine, il più recente studio NGS, eseguito su 587 cani in quattro diversi Paesi (Regno Unito, USA, Cina e Thailandia) ha mostrato, senza differenze tra regioni geografiche, che batteri gram-negativi dei phyla Bacteroidetes e Proteobacteria dominano il microbioma in cani sani e cani giovani mentre batteri gram-positivi del phylum Firmicutes risultano più abbondanti in presenza di gengivite e parodontite, nelle razze piccole e in animali anziani.

Le analisi del microbioma orale del gatto rivelano che:

  • da uno studio preliminare NGS sono stati evidenziati ben 273 generi di batteri, con predominanza di generi quali Pasteurella, Moraxella e Thermomonas, tutti batteri Gram-negativi. 
  • Un confronto tra microbioma nei tessuti sani, in presenza di gengivite e in animali con lieve parodontite ha evidenziato anche nel gatto che la maggioranza di batteri subgengivali negli animali sani era costituita da batteri Gram-negativi. La proporzione relativa dei batteri Gram-positivi risultava però aumentata in presenza di gengivite e parodontite.
  • Confrontando presenza e frequenza di generi batterici in gatti sani e con patologie infiammatorie parodontali di diverse severità e tipologia (acute/croniche) si è visto che la distribuzione delle specie era confrontabile tra condizioni di salute e stato di infiammazione: potenziali patogeni era presenti in entrambi i casi e i generi predominanti nel tessuto sano rimanevano presenti nei tessuti infiammati, seppur in quantità minore. 
  • Un recentissimo studio ha invece utilizzato la tecnologia shotgun per rilevare i membri della comunità sottogengivale e il loro potenziale funzionale in 6 gatti con salute orale rispetto a 14 gatti con parodontite cronica, 10 gatti con parodontite aggressiva e 9 con gengivostomatite cronica. È il primo studio veterinario a utilizzare WGS anziché NGS per valutare il microbioma orale e, sebbene i dati siano preliminari, il DNA dei campioni ha permesso l’identificazione di alcuni geni funzionali.

Tutti gli studi sembrano dunque dimostrare che, sebbene i microbioma tipici dello stato di salute si mantengano qualitativamente nei tessuti infiammati, in questi ultimi si verificano spostamenti delle componenti delle comunità microbiche con aumento quantitativo di microrganismi patogeni. Apparentemente lo stato di infiammazione sarebbe la variabile primaria responsabile dell’aumento del numero di specie più virulente che, di conseguenza, esacerbano la risposta dell’ospite.

In dubbio l’utilità degli antibiotici sistemici nella parodontite 

Dal momento che il processo infiammatorio della parodontite coinvolge una complessa comunità polimicrobica più che specifici patogeni, il valore dell’utilizzo di una terapia antibiotica nel trattamento della parodontite è dubbio, e in letteratura veterinaria non sono disponibili dati che suggeriscano quali soggetti/patologie abbiano maggior probabilità di trarre benefici da una terapia antimicrobica sistemica

In aggiunta a dubbi sull’efficacia terapeutica di tali trattamenti c’è la crescente preoccupazione dell’instaurarsi di resistenza e il timore che si manifestino reazioni avverse significative: in animali trattati con antibiotici come profilassi dentale sono stati riportati eventi gravi quali endocarditi e pericarditi, anche se nel valutarne l’impatto deve essere tenuta in considerazione l’elevata frequenza con la quale vengono effettuate procedure dentali. 

Linee guida recentemente pubblicate dall’American Veterinary Dental College raccomandano l’uso di antibiotici per trattare la batteriemia infettiva solo in animali immunocompromessi, in animali con patologie cardiache, renali, epatiche, e/o quando sia presente una infezione orale severa. Le stesse linee guida specificano che gli antibiotici non devono essere utilizzati come trattamento profilattico di procedure cliniche del cavo orale. Esistono linee guida più specifiche e con criteri più restrittivi sull’utilizzo profilattico di terapie antibiotiche in medicina dentale veterinaria, che limitano il trattamento ad animali ad alto rischio per la presenza di malformazioni cardiache o precedenti episodi di endocardite infettiva. 

Se una profilassi antimicrobica risulta necessaria in questi casi la scelta dei farmaci si deve basare sui patogeni più probabilmente responsabili dell’endocardite infettiva piuttosto che sui potenziali patogeni individuati nelle parodontiti. Streptococchi gram-positivi sono i batteri più frequentemente rilevati nel cane e nel gatto con endocardite infettiva, sebbene anche enterobatteri gram-negativi possono essere associati a tale condizione patologica e dovrebbero essere coperti dalla terapia.  

Considerazioni conclusive

Le ricerche sul microbioma orale con le tecnologie di biologia molecolare più moderne sono ancora in una fase preliminare ed hanno iniziato a descrivere le varie componenti del microbioma, ma le funzioni delle singole specie restano da chiarire. Nonostante decadi di ricerche non è stato possibile identificare alcun microrganismo specifico al quale possa essere attribuita la causa primaria delle parodontiti.

Studi di genomica saranno cruciali per definire meglio i fenomeni patologici associati alle infiammazioni del cavo orale, e permetteranno di definire nuove strategie per poter risolvere le condizioni di infiammazione parodontale senza dover utilizzare in modo poco mirato terapie antibiotiche, che oltre a non essere efficaci, possono danneggiare in modo indiscriminato popolazioni simbiotiche.

Reference

Davis EM, Weese JS. Oral Microbiome in Dogs and Cats: Dysbiosis and the Utility of Antimicrobial Therapy in the Treatment of Periodontal Disease. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 2022 Jan;52(1):107-119. https://doi.org/10.1016/j.cvsm.2021.08.004

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