Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

95% van het tandverlies wordt veroorzaakt door cariës en parodontitis. Naast zijn specifieke orale manifestaties, wordt parodontitis ook beschouwd als een risicofactor voor cardiovasculaire ziekten en voor ongunstige zwangerschapsresultaten. Actinobacillus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis en Tannerella forsythensis worden beschouwd als de belangrijkste paropathogenen. De capaciteit van een bacterie om aan zijn gastheer te hechten is belangrijk, vooral voor de inductie van infectieuze ziekten, zoals gingivitis of periodontitis. Orale bacteriën en vooral pathogene bacteriën, zoals P. gingivalis en A. actinomycetemcomitans , hebben een grote batterij van virulentiefactoren, waarvan één, de capaciteit is om harde intra-orale oppervlakken en/of de orale mucosa te koloniseren. Omdat bacteriën geen passieve toeschouwers zijn, zullen zij interageren met hun omgeving tijdens zulke kolonisatie en vice versa. Onze kennis over de invloed van microbiële interacties tijdens bacteriële kolonisatie van gastheercellen is zeer beperkt, hoewel de processen betrokken bij individuële bacteriële adhesie aan gastheercellen vrij bekend zijn, zelfs voor paropathogenen. Deze worden tegenwoordig zelfs tot op een moleculair niveau onderzocht. De identificatie van factoren die kolonisatie van pathogenen ondersteunen of onderdrukken kan helpen in het verder ontrafelen van het ziekteproces en in het ontwikkelen van nieuwe behandelingsstrategieën. Daarom onderzocht deze thesis de bacteriële kolonisatie van epitheliale cellen en specifiek de invloed van klinisch relevante modificerende factoren (roken, virale infectie en bacteriële interacties). In hoofdstuk 1 wordt het effect van nicotine, cotinine en sigaretten rook extract (CSE) op epitheliale kolonisatie onderzocht. Wanneer de epitheliale cellen werden geïnoculeerd met serum concentraties van nicotine en cotinine werden geen veranderingen in bacteriële kolonisatie ontdekt. Door niet fysiologische nicotine of cotinine concentraties of door CSE te gebruiken werden nochtans beperkte veranderingen uitgelokt. Hieruit blijkt dat, vanuit in vitro standpunt, roken slechts op een beperkte manier de gevoeligheid van epitheliale cellen aan kolonisatie door paropathogenen zal beïnvloeden. Het is echter duidelijk dat deze resultaten niet ontkrachten dat rokers in vivo meer door paropathogenen worden gekoloniseerd. Recente studies hebben de aanwezigheid van een brede waaier van virussen aangetoond in de parodontale pocket. Hoewel het niet duidelijk is of zij betrokken zijn bij de ontwikkeling van parodontitis, toont hoofdstuk 2 in vitro aan dat hCMV interageert met de epitheliale kolonisatie van A. actinomycetemcomitans . Een duidelijke virale dosis-respons en besmettingstijd afhankelijkheid invloed op bacteriële kolonisatie werd getoond. De relatieve verhoging van kolonisatie met een factor van 2 tot 2.5 ligt binnen de waaier van wat voor andere virale veroorzaakte veranderingen in bacteriële kolonisatie van cellen is gemeld. De resultaten steunen de hypothese dat adhesie van A. actinomycetemcomitans in vitro wordt verhoogd door hCMV. De betekenis van deze bevindingen in de ontwikkeling van agressieve parodontitis blijft onduidelijk. Ondanks een snelle toename van de kennis op vlak van paropathogeen-gastheer interacties, blijft de rol van beneficiële microbiota in deze interacties duister. Hoofdstukken 3 en 4 concentreerden zich op het vinden van bacteriële stammen die de kolonisatie van paropathogenen verhinderen en die zelfs reeds gekoloniseerd paropathogenen kunnen verwijderen van epitheliale cellen. Na het selecteren van de drie meest efficiënte stammen en het nader toelichten van sommige mogelijke mechanismen van interactie in vitro, werd hun efficiëntie getest in vivo. Het aanbrengen van deze speciës na rootplaning, als een bacteriële vervangingstherapie, vertraagde beduidend de rekolonisatie van parodontale pockets voor verscheidene paropathogenen. Zelfs een beter klinisch resultaat kon worden waargenomen wanneer deze zogenaamde beneficiële bacteriën werden aangebracht. De resultaten van hoofdstukken 3 en 4 tonen duidelijk dat een gunstig effect van bacteriële vervangingstherapie, en in het bijzonder GPR, kan worden verwacht. Of de grenzen van GPR al zijn bereikt is hoogst onwaarschijnlijk. Daarom worden de gegevens voorgelegd als een bewijs van het principe eerder dan als een behandelingsbenadering die volgende week in patiënten kan worden toegepast. De momenteel gebruikte technieken om bacteriële kolonisatie van cellen te modelleren hebben geholpen in het ontrafelen van de interacties tussen pathogene bacteriën en hun gastheer. Nochtans, dringt het huidige beeld van parodontits als een polymicrobiële infectie de ontwikkeling van nieuwe technieken op om de complexe microbiële interacties te analyseren. Hoofdstuk 5 legt de nadruk op het labellen van twaalf verschillende A. actinomycetemcomitans stammen met Green Fluorescent Protein. Deze stammen kunnen in een later stadium worden gebruikt om het proces van bacteriële kolonisatie van cellen in real time te observeren. De meting van efficiëntie en frequentie van transformatie en electroporatie overleving tijdens transformatie van deze stammen, gaf extra informatie over de invloed van de genetische achtergrond van deze stammen op het laatstgenoemde proces. Het overgaan naar meer complexe, multi-species adhesie experimenten maakt de ontwikkeling van nieuwe bacteriële kwantificatie technieken noodzakelijk. RT-PCR geeft de mogelijkheid om een vrijwel onbeperkt aantal species in één adhesie experiment kwantitatief te bepalen. In hoofdstuk 6, werd een dergelijke techniek, gebaseerd op single copy genen, gevalideerd en geoptimaliseerd voor zijn gebruik in adhesie experimenten. Deze thesis heeft het belang van microbiële interacties op de kolonisatie door paropathogenen in vitro getoond. Dergelijke interacties kunnen cellen meer gevoelig maken aan kolonisatie door paropathogenen hoewel zij ook in de preventie van rekolonisatie na parodontale therapie kunnen worden gebruikt. Caries and periodontitis are responsible for 95% of tooth loss. In addition to oral manifestations, periodontitis is also considered a risk factor for cardiovascular diseases and for adverse pregnancy outcomes. Actinobacillus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis and Tannerella forsythensis are considered the main pathogenic bacteria. The ability of a bacterium to adhere to its host is a crucial stage especially for the induction of infectious diseases, such as gingivitis or periodontitis. It is an essential prerequisite to any interaction (including disease). Oral bacteria and especially pathogenic bacteria, such as P. gingivalis and A. actinomycetemcomitans, have a large battery of virulence factors, one of which is the ability to colonize either the hard intra-oral surfaces and/or the oral mucosae. Bacteria are living species, not passive bystanders. They will interact with their environment and vice versa. It is surprising the paucity of data about the influence of microbial interactions on bacterial colonization of host cells. The processes involved in bacterial adhesion to host cells, even for periodontopathogens, are fairly well known and are even explored at the molecular level Identification of factors supporting or suppressing colonization of pathogens will help in further unravelling the disease process and in developing new treatment strategies. Therefore, this thesis aimed at exploring bacterial colonization of epithelial cells and specifically the influence of clinically relevant modulating factors (smoking, viral infections and bacterial interactions). In chapter 1, the effect of nicotine, cotinine and cigarette smoke extracts (CSE) on epithelial colonization is explored. When epithelial cells were inoculated in vitro with serum concentrations of nicotine and cotinine, no change in subsequent bacterial colonization was detected. However, limited changes were provoked by using non physiological nicotine or cotinine concentrations or by CSE. It appears that, from an in vitro point of view, smoking will not or only in a limited fashion affect the susceptibility of epithelial cells to colonization by periodontopathogens. However, it is clear that these results do not indicate that smokers are not more heavily colonized by periodontopathogens in vivo. Recent studies have shown the presence of a wide array of viruses in the periodontal pocket. Even though it is not clear whether they are of significance in periodontitis development, chapter 2 shows that hCMV interferes, in vitro, with the epithelial colonization of A. actinomycetemcomitans . A clear viral dose-response and infection time relationship with the degree of colonization was shown. The relative increase in colonization by a factor 2 to 2.5 lies within the range of what has been reported for other viral induced changes in bacterial colonization of cells. The results support the hypothesis that adhesion of A. actinomycetemcomitans is enhanced by hCMV in vitro. The significance of these findings in the development of aggressive periodontitis remains unclear. Despite a rapidly increasing knowledge on periodontopathogen-host interactions, the role of beneficial microbiota in this crosstalk remains obscure. Chapters 3 and 4 aimed at finding bacterial species that could prevent colonization and even displace already colonized periodontopathogens. After selecting the three most effective beneficial species and elucidating some possible mechanisms of interactions in vitro, their potency was tested in vivo as an adjunctive periodontal therapy. The application of these species after rootplaning, as a bacterial replacement therapy, retarded the re-colonization of periodontal pockets significantly for several periodontopathogens. Even a slightly better clinical outcome could be observed when these so-called beneficial bacteria were applied adjunctively. The results from chapters 3 and 4 show that a beneficial effect of bacterial replacement therapy, and in particular Guided Pocket Recolonization, can be expected. Whether we have already reached the limits of Guided Pocket Recolonization is highly unlikely. Therefore the data are presented as a "proof of principle" rather than as a treatment approach that will be applied in patients next week. The currently used techniques to model bacterial colonization of cells have helped in unravelling the interactions between pathogen and host. However, the current view of periodontitis as a polymicrobial infection warrants the development of new techniques for analyzing the complex microbial interplay. Chapter 5 focuses on the labelling of twelve different A. actinomycetemcomitans strains with Green Fluorescent Protein. These strains can be used in a later stage for real-time monitoring of the process of bacterial colonization of cells. The measurement of efficiency and frequency of transformation and the electroporation survival rate during transformation of these strains gave additional information on the influence of the genetic background of these strains on the latter process. When going over to more complex, multi-species adhesion assays, a new quantification technique becomes necessary. RT-PCR allows the possibility to quantitatively monitor virtually an unlimited number of species in one sample of an adhesion assay. In chapter 6, such technique, based on single copy genes, was validated and optimized for its use in adhesion assays. This thesis has shown the importance of microbial interactions on the colonization of periodontopathogens in vitro. Such interactions can make cells more prone to colonization by periodontopathogens although they can be used also in the prevention of recolonization after periodontal therapy. 95% van het tandverlies wordt veroorzaakt door cariës en parodontitis. Actinobacillus actinomycetemcomitans , Porphyromonas gingivalis en Tannerella forsythensis worden beschouwd als de belangrijkste pathogene bacteriën. De capaciteit van een bacterie om aan zijn gastheer vast te hechten is belangrijk, vooral voor de inductie van infectieuze ziekten, zoals gingivitis of parodontitis. Onze kennis over de invloed van microbiële interacties tijdens bacteriële kolonisatie van gastheercellen is zeer beperkt. De identificatie van factoren die kolonisatie van pathogenen ondersteunen of onderdrukken kan helpen in het verder ontrafelen van het ziekteproces en in het ontwikkelen van nieuwe behandelingsstrategieën. Daarom onderzocht deze thesis de bacteriële kolonisatie van epitheliale cellen en specifiek de invloed van klinisch relevante modificerende factoren (roken, virale infectie en bacteriële interacties). Vanuit een in vitro standpunt kon roken slechts op een beperkte manier de gevoeligheid van epitheliale cellen aan kolonisatie door paropathogenen beïnvloeden. Daartegenover staat dat in vitro hCMV wel interageert met de epitheliale kolonisatie van A. actinomycetemcomitans . De resultaten steunen de hypothese dat adhesie van A. actinomycetemcomitans in vitro wordt verhoogd door hCMV. Ondanks een snelle toename van de kennis op vlak van paropathogeen-gastheer interacties, blijft de rol van beneficiële microbiota in deze interacties duister. Na het selecteren van de drie bacteriële stammen die de kolonisatie van paropathogenen konden verhinderen in vitro werd hun kracht getest in vivo als een bijkomende parodontale therapie. Het aanbrengen van deze soorten na rootplaning, als een bacteriële vervangingstherapie, vertraagde de rekolonisatie van parodontale pockets voor verscheidene paropathogenen beduidend. Deze bevindingen openen deuren voor de ontwikkeling van een nieuwe behandelstrategie in de parodontologie. Om deze strategie verder te onwikkelen zijn er echter nieuwe in vitro modellen noodzakelijk. Als aanloop hiernaar werden 2 nieuwe analysetechnieken ontwikkeld gebaseerd of de expressie van Green Fluorescent Protein en RT-PCR. Samenvattend heeft deze thesis het belang van microbiële interacties op de kolonisatie van paropathogenen in vitro getoond. Dergelijke interacties kunnen cellen meer gevoelig maken aan kolonisatie door paropathogenen hoewel zij ook in vivo in de preventie van rekolonisatie na parodontale therapie kunnen worden gebruikt. Caries and periodontitis are responsible for 95% of tooth loss. Actinobacillus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis and Tannerella forsythensis are considered the main pathogenic bacteria. The ability of a bacterium to adhere to its host is a crucial stage especially for the induction of infectious diseases, such as gingivitis or periodontitis. It is surprising the paucity of data about the influence of microbial interactions on bacterial colonization of host cells. Identification of factors supporting or suppressing colonization of pathogens will help in further unravelling the disease process and in developing new treatment strategies. Therefore, this thesis aimed at exploring bacterial colonization of epithelial cells and specifically the influence of clinically relevant modulating factors (smoking, viral infections and bacterial interactions). It appears that, from an in vitro point of view, smoking will not or only in a limited fashion affect the susceptibility of epithelial cells to colonization by periodontopathogens. In contrast; hCMV interferes, in vitro, with the epithelial colonization of A. actinomycetemcomitans . The results support the hypothesis that adhesion of A. actinomycetemcomitans is enhanced by hCMV in vitro. Despite a rapidly increasing knowledge on periodontopathogen-host interactions, the role of beneficial microbiota in this crosstalk remains obscure. After selecting the three most effective beneficial species and elucidating some possible mechanisms of interactions in vitro, their potency was tested in vivo as an adjunctive periodontal therapy. The application of these species after rootplaning, as a bacterial replacement therapy, retarded the re-colonization of periodontal pockets significantly for several periodontopathogens. These data open doors for new therapeutic options in the treatment of periodontitis. To develop further this approach of replacement therapy, new in vitro models are necessary. Therefore we started developing Green Fluorescent Protein and RT-PCR based adhesion models In conclusion, this thesis has shown the importance of microbial interactions on the colonization of periodontopathogens in vitro. Such interactions can make cells more prone to colonization by periodontopathogens although they can be used also in the prevention of recolonization after periodontal therapy.