Detekce bakterií spojených s rizikem onemocnění parodontu pomocí qPCR

Bc. Mária Bugajová

Bachelor's thesis

Detection of bacteria associated with risk of periodontitis by qPCR

Abstract:

Periodontal diseases are one of the most common diseases affecting people. Significant part of population in every country is affected by them. Some begin during childhood and they are common among adults. More than half of middle-aged people suffer from pathological changes in their oral cavity and periodontal diseases are also the main cause of tooth loss. Origin of these diseases is connected with bacteria which otherwise symbiotically occur on the surface of teeth forming dental plague. In our thesis, we deal mainly with bacteria, which are called periodontopatogenic bacteria. Based on their pathogenic properties they were classified into two complexes by Socransky in 1998. Red complex consists of Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia and Treponema denticola bacteria, one of the most pathogenic periodontal microorganisms. Orange complex constitutes of a group of bacteria containing Fusobacterium nucleatum, Prevotella intermedia and Parvimonas micra. In this thesis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans was used, which is considered to be a potential etiological cause of aggressive form of periodontitis. The most frequently used methods of sample analysis of these bacteria are the cultivation methods, or the usual PCR. Because most of these methods are essentially semiquantitative, we decided to suggest a method for detection which is based on Quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR). Aside from the bacteria mentioned above, we also realized a quantification of the overall bacteria content to eliminate differences in the collected amounts. We used the method for testing a sample of swab from interdental space in 9 patients suffering from early childhood carries (ECC). Furthermore, four samples from adult patients were used to test the method. The results showed that TD bacteria were detected in some of the samples of the adult patients and FN, AA and PM bacteria occurred in higher concentration in the affected tooth rather than the control tooth. The samples collected from children were compared using our test and the commercial tests. After results comparison we inferred that the method is accurate and over time it could become part of routine examination in clinical practice.

Abstract:

Ochorenia parodontu patria k najčastejším ochoreniam, ktoré človeka postihujú. Vyskytujú sa vo všetkých zemiach a nájdeme ich u veľkej časti populácie. Niektoré z nich začínajú už v detstve a u dospelých ich nachádzame bežne. V strednom veku spôsobujú asi u polovice obyvateľov vážné patologické zmeny chrupu a sú hlavnou príčinou straty zubov. Vznik týchto ochorení súvisí s premnožením sa inak symbiotických baktérií na povrchu zubov za vytvorenia zubného plaku (biofilmu). V našej práci sa zaoberáme najmä baktériami, ktoré označujeme pojmom parodontopatogénne. Podľa ich patogénnych vlastností boli v roku 1998 rozdelené Socranským do dvoch komplexov. Červený komplex tvoria baktérie Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia a Treponema denticola, ktoré patria medzi najpatogénnejšie parodontálne mikroorganizmy. Pojmom oranžový komplex označujeme skupinu baktérii pozostávajúcu z Fusobacterium nucleatum, Prevotella intermedia a Parvimonas micra. V našej práci sme navyše použili aj baktériu Aggregatibacter actinomycetemcomitans, ktorá je považovaná za potenciálny etiologický agens agresívnej formy parodontitídy. Na analýzu týchto baktérií vo vzorkách sa v súčastnosti najčastejšie používajú kultivačné metódy, prípadne klasická PCR. Nakoľko je väčšina týchto metód prevažne semikvantitatívna, rozhodli sme sa vymyslieť metódu detekcie, ktorá bude založená na multiplexovej polymerázovej reťazovej reakcii (qPCR). Okrem vyššie spomínaných baktérií sme uskutočnili kvantifikáciu aj u celkového obsahu baktérií na elimináciu rozdielov v odobratých množstvách. Metódu sme využili na testovanie odobratých vzoriek sterov z medzizubných priestorov u 9 pacientov trpiacich zubným kazom v skorom detskom veku (ECC). Ďalej boli odobraté vzorky od 4 dospelých pacientov, ktoré boli použité na kontrolu metódy. Z výsledkov sme zistili, že baktéria TD bola detekovaná iba u niektorých vzorkách dospelých pacientov a že baktérie FN, AA a PM boli zastúpené vo vyššej koncentrácii vo vzorke z postihnutého zubu než vo vzorke zo zubu zdravého. U vybraných vzoriek od detských pacientov sme porovnali výsledky po použití nášho a komerčného testu. Po vzájomnom porovnaní týchto výsledkov sme usúdili, že metóda funguje správne a že by sa v budúcnosti mohla zaradiť medzi rutinné vyšetrenia v klinickej praxi.

Keywords

Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola, Parvimonas micra, Prevotella intermedia, Fusobacterium nucleatum, oranžový komplex, červený komplex, PCR, qPCR, ústní dutina, parodont, zubní kaz, gingivitída, parodontitída, ústna dutina, zubný kaz, orange complex, red complex, oral cavity, periodontat, dental caries, gingivitis, periodontitis

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 24. 6. 2019
• Supervisor: doc. Mgr. Jan Lochman, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry