Phylogenetic analyses and antibiotic susceptibility in subgingival plaque associated with periodontal disease

Parodontitis ist eine Erkrankung des Zahnhalteapparates, die durch einen komplexen bakteriellen Biofilm unterhalten wird. Neben Mikroorganismen wie A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, T. denticola und T. forsythensis werden Keime unbekannter Spezies in parodontalen Taschen ausfindig gemacht. Durch die Entschlüsselung von 16S rRNA-Gensequenzen konnte die orale Flora nahezu vollständig katalogisiert werden. Allerdings fehlen bei vielen Phylotypen die entsprechenden Typstämme für weitergehende phänotypische Analysen. Grundlage dieser Arbeit bildeten 59 Patientenisolate der Parodontitis-Stammsammlung des Instituts für Hygiene und Mikrobiologie bei denen partielle 16S rRNA Sequenzen keine Spezieszuordnung ermöglichten. Nahezu vollständige 16S rRNA-Sequenzen wurden erstellt und mit Datenbankeinträgen verglichen. Bei mehr als der Hälfte der Stämme konnte keine taxonomische Zuordnung auf Sequenzierebene getroffen werden. 43 Isolate wuchsen unter aerober Atmosphäre, 16 benötigten eine anaerobe Umgebung. Alle Kulturmorphologien und nach Gram gefärbten mikroskopischen Präparate wurden fotografisch dokumentiert und katalogisiert. Die hier untersuchten Stämme, die zufällig auf der Basis taxonomischer Fragestellungen ausgewählt wurden, waren zum überwiegenden Teil auf Amoxicillin und Metronidazol empfindlich. Diese Antibiotika finden alle ihre Verwendung bei der Parodontitistherapie. Ciprofloxacin, das wegen seiner intrazellulären Wirkung ein interessantes Agens ist, wies v.a. bei Actinomyceten und Streptokokken Wirkungslücken auf. Es bleibt zu diskutieren, ob dieser Umstand nachteilig ist, da auf der einen Seite diese Genera ein orales Reservoir für Gyrasehemmer-Resistenzen ausbilden können, auf der anderen Seite diese grampositiven Keime möglicherweise parodontalprotektiv wirken könnten. In dieser Studie konnte eine Stammsammlung charakterisiert werden, die zukünftig insbesondere angesichts der zu erwartenden Entschlüsselung des oralen Metagenoms für weitere funktionelle Untersuchungen von Interesse sein dürfte.The aim of this study was the characterisation of the subgingival periodontal microbiota by cultural and molecular methods. Periodontitis is a bacterial disease, which is caused by different periodontal pathogens like Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola and Tannerella forsythensis. Furthermore there exist some species in the complex subgingival biofilm that are not cultured yet. They may participate in the progression or persistence of periodontal destruction. In this paper 59 Plaque samples were obtained from a previous study of the Institute for Hygiene and Microbiology from the University of Würzburg where the comparison of subgingival microorganisms with public databases didn´t allow a species identification. Almost complete 16S rRNA sequences were provided and compared with database entries. More than half of the bacterial isolates didn’t permit a taxonomic allocation. Macroscopic and microscopic features, the susceptibility against amoxicillin, ciprofloxacin and metronidazole are described here. 43 isolates grew under aerobic conditions, 16 needed anaerobic atmosphere. The morphology of the culture and the colouring according to Gram were documented photographically and listed. Most tested microorganisms were susceptible to amoxicillin and metronidazole. Except for Actinomyces and Streptococcus ciprofloxacin exhibits good results in the treatment of periodontal disease. In this study a collection of subgingival bacteria could be characterized, which might be of interest for further investigations in view of the decoding of the oral metagenome