3ème cariologie et microbiologie

MICROBIOLOGIE
DE LACARIE DENTAIRE
2015-2016 1Dr. Latifa Berrezouga

2015-2016 Dr. Latifa Berrezouga 2
Objectifs
Comment définir la carie dentaire?
Quels sont les facteurs impliqués?
Quelles sont les bactéries cariogènes?
Comment les bactéries induisent une carie dentaire?
Est-ce que la carie dentaire est transmissible?
Quels sont les moyens de prévention
de la carie dentaire?

• Écologie Complexe de la cavité orale.
– > 700 espèce connues de la flore endogène.
– Histoire:
 Miller (1880): peu de connaissances sur les bactéries.
 Clarke (1924): le premier ayant associé bactérie à la
carie dentaire
oIsolement de S. mutans à partir de caries
dentaires humaines
oReproduction de la carie dentaire sur des
dents extraites.
 Orland (1955): modèles animaux pour reproduire la
carie dentaire en utilisant le S. mutans
Un peu d’histoire….

• 1960s : modèles animaux germ-free
• 1960s and 70s: importance du glucane
– Initiation de la formation de la plaque (biofilm)
– Problèmes d’isolement des bactéries: Nombre,
milieux de culture ….etc.
– Théorie spécifique de la plaque
• S. mutans identifié comme étant la bactérie
associée à la carie dentaire
Suite….

EST-CE QUE LA CARIE EST DUE
SEULEMENT À LA PRÉSENCE
DE BACTÉRIES?

La carie dentaire est due:
A. À une seule bactérie
B. À l’alimentation
C. Aux bactéries cariogènes
D. À la sensibilité de l’hôte
E. Au facteur temps

La carie dentaire est une pathologie:
Infectieuse
Transmissible
Multifactorielle
)temps, génétique de l’hôte, régime alimentaire(

Host
Bacteria
Time
Nutrition
Caries

BIOFILM
DENTAL PLAQUE
(Kolenbrander, Microbiol Mol Biol
Rev, 2002)
Voir cours Biofilm

MEB
Biofilm
Aggrégation bactérienne
Forme spiralée
et des formes rondes (cocci(

COMMENT DÉFINIR L’ACIDOGÉNÈSE
DE LA PLAQUE
OU DU BIOFILM DENTAIRE?

 La courbe peut être divisée en trois sections:
 La région de production d’acide
 La région de pH minimum ou critique
 La région de l’élimination de l’acide
Acidogènèse de la plaque Courbe du Ph = Courbe de Stephan
Solution glucosée
chez un sujet indemne de caries
ou ayant des polycaries

Carie dentaire et sucres

QUELLES SONT LES BACTÉRIES
CARIOGÈNES?

• TYPES: (Coykendall, 1989)
– S. anginosus : important dans les infections purulentes
– S. bovis : retrouvé chez des patients avec un cancer du colon
– S. mitis : similaire à S. sanguis mais ne fermente aucun sucre
– S. mutans : sept espèces
– S. salivarius : dans la saliva, rarement dans les infections
– S. sanguis , S. mutans : retrouvé dans les endocardites
– S. vestbularis : nouvelles espèce isolée de la cavité.
Bactéries cariogènes: Streptocoques oraux

Streptococcus mutans
Biofilm
Microscope optique: Coloration de Gram
Gram positif, en petites chaînettes
MEB
Forme ronde
cocci Culture positive
en présence de sucrose

SpeciesSpecies SerotypeSerotype SourceSource
S mutansS mutans c, e, fc, e, f HumanHuman
S rattusS rattus bb RatsRats
S cricetusS cricetus aa RatsRats
S sobrinusS sobrinus d, gd, g HumanHuman
S ferusS ferus cc RatsRats
S macacaeS macacae cc MonkeyMonkey
S downeiS downei hh MonkeyMonkey
Streptococcus mutans: plusieurs sérotypes

1. Acidogénicité: production acide rapide à partir de
carbohydrates fermentescibles
2. Aciduricité: survie et continue à produire des acides à
pH acide
3. Production de polysaccharides extracellulaires à
partir du sucrose alimentaire pour faciliter l’adhérence des
bactéries à la surface dentaire et la formation de biofilm
4. Production de polysaccharides intracellulaires:
forme de stockage pour prolonger la formation des acides
& le maintien d’un pH acide
Rôle des bactéries cariogènes

EST-CE QUE TOUS LES SUCRES
SONT FERMENTESCIBLES?

Sugars and dental caries. Touger-Decker R, van Loveren C. American J Clin Nutr 2003;78(suppl):881S-92S.
Sugar
alcohols
Oligosaccharide
s

21
Is sucrose
“the arch criminal
of dental caries”
?(Newbrun,1969)

1
2
3
Formation de polysaccharides
Voies du métabolisme du sucrose

Biofilm acide
AceticPropionic
SuccinicFormic
Lactic
Ability of bacteria to produce organic acids from fermentable carbohydrates
Glycolyse (fermentation):
- Catabolism Anaerobie des carbohydrates
- Production d’énergie
Glucose 2 acides lactic + 2 ATPs
Bacteries Hétérofermentaires
Production d’une mixture de métabolites:
Bacteries Homofermentaires
Production > 90% acide lactic
bacteries
Cariogènes
Acidogénicité
Acides organiques - acetic, propionic, succinic, formic
Ethanol2015-2016 23Dr. Latifa Berrezouga

Sucrose
Fructosyltransferase Glucosyltransferase
Fructanes Glucanes
disaccharide bond energy
Accumulation du biofilm
S. mutans
glucose sucrose
(S. mutans surface)
Glucan-binding ligands
adhérence & accumulation
+ glucanes
Glucosyltransferase:
Factor de Virulence de S.mutans

COMMENT LES S. mutans
FORMENT UN BIOFILM?

STREPTOCOCCUS MUTANS
Adhésine Ag I/IIAdhésine Ag I/II
Adhésion à la PAE
(Voir composition de la PAE)

STREPTOCOCCUS MUTANS
Biofilm de S.mutans
Adhésion des S.mutans entre eux par la GTF et la GBP

EST-CE QUE LES BACTÉRIES
CARIOGÈNES SE TRANSMETTENT?

• Naissance: bouche est stérile
• S. sanguis et S. mutans: colonisent les dents
• Nombre de bacteries augmentent en présence
de:
 Sucrose
 Caries
 dents
Acquisition de S. mutans

Transmission de S.mutans
• Verticale
– de la mère au bébé
– Profils similaires ou identiques
de S.mutans ont été retrouvés
– - Fréquence d’infections chez
l’enfant: plus élevée quand la
salive maternelle contient une
densité de SM > 105
CFU/ml)
– - Suppression des SM maternels
engendre une prévention ou
un retard d’infection du bébé
ECC: early child caries
Caries de la petite enfance

• Horizontale
– Des souches de SM
Identiques ont été
isolées de groupes
d’enfants dans des
crèches (L. Tolchinsky)
Transmission de S.mutans
ECC

COMMENT SE FORME LA
CARIE DENTAIRE?

Facteurs pathologiques vs facteurs protecteurs
Facteurs Pathologiques
•Bactéries
•Carbohydrates
•Dysfunction Salivaire
Facteurs Protecteurs
Salive et ses composants
Ions Fluorures, calcium,
phosphates: Reminéralisation
Chlorhéxidine , xylitol
La carie a eu lieu en l’absence de
facteurs protecteurs qui
interviennent dans les phénomènes
de reminéralisation
Carie

Bactéries retrouvées dans la carie deBactéries retrouvées dans la carie de
l’enfantl’enfant
S. mutansS. mutans
Actinomyces naeslundii, A. israeliiActinomyces naeslundii, A. israelii
BifidobacteriumBifidobacterium
VeillonellaVeillonella

Bactéries retrouvées dans la carieBactéries retrouvées dans la carie
dentinairedentinaire
Lima et al, Caries Res, 2011
L. casei, L. fermentumL. casei, L. fermentum
ActinomycesActinomyces
BifidobacteriumBifidobacterium
VeillonellaVeillonella

Actinomyces:Actinomyces: A. naeslundii, A. israelii,A. naeslundii, A. israelii, A.A.
viscosusviscosus
Lactobacilli:Lactobacilli: L. caseiL. casei,, L. acidophilusL. acidophilus,,
L. salivariusL. salivarius,, L. brevisL. brevis,, L. fermentumL. fermentum
S. mutansS. mutans
Bactéries retrouvées dans la carieBactéries retrouvées dans la carie
radiculaireradiculaire

Email
White spot: émail
déminéralisé, poreux
Brown spot: c’est un white spot pigmenté par les aliments
ou les bactéries qui synthétisent des pigments.
Cliniquement: un white ou un brown spot peut être
asymptomatique et peut se reminéraliser
MEB: émail déminéralisé

Dentine
La dissolution acide des hydroxyapatites de l’émail va
permettre aux bactéries et aux produits de leur métabolisme
d’atteindre la dentine
Les bactéries sont capables de former un biofilm qui adhère
à la dentine tubulaire et inter tubulaire. Les bactéries peuvent pénétrer
dans les tubili pour atteindre la pulpe.
Les acides produits vont dissoudre la composante minérale.
Les enzymes vont dégrader la composante organique (ex: collagénases)
La dentine est complètement dissoute et infectée.
Cliniquement, la dent est sensible aux stimuli thermiques (froid, chaud)

Invasion des tubili dentinaires par les bactéries
)coupe histologique: H&E(
MEB: biofilm bactérien sur la dentine (flèche rouge)
et bactéries dans les tubuli (flèche bleu)
collagène

QUELS SONT LES MOYENS
DE PRÉVENTION ANTIBACTÉRIENNE
DE LA CARIE DENTAIRE?

1. Stimulater le flux salivaire  chewing gum
3. Rompre la formation du biofilm  mécanique (détartrage)
2. Augmenter le pH du biofilm  bicarbonates
sels d’ammonium
4. Utiliser des agents Antimicrobiens
 chlorhexidine
 xylitol
 fluor
6. Modifier la microflore diminuer la production des acides
favoriser la pouvoir tampon
Méthodes pour modifier l’acidogénicité du biofilm
5. Vaccin anti carie

Effet inhibiteur des antiseptiques
 Gluconate de
chlorhexidine
 Bain de bouche, gel ou spray
 Efficace contre la carie dentaire
et la maladie parodontale
 Sans alcohol
 Intéraction avec le fluor

• “A clean tooth will not decay.”
- J. Leon Williams
(First president of the ADA)
ADA: American Dental Association

Changing Environmental Factors - Probiotics
Ilya Mechnitov/Elie Metchnikoff
Nobel Prize in Medicine, 1908

Qu’est-ce qu’un probiotique?
Organization Mondiale de la Santé:
Les probiotiques sont des micoorganismes vivants qui,
quand administrés à des doses adéquates, confèrent un
effet bénéfique chez l’hôte.
Ces microorganismes appartiennent à la flore humaine
naturelle. Ils préviennent l’adhésion et l’invasion des
bactéries pathogènes au niveau du système digestif.

Probiotiques
• Lactobacillus rhamnosus dans le lait:
diminution de la carie dentaire chez l’enfant
• Colonization de la bouche et inhibition des
streptocoques
• Stabilization de la microflore
(Nase et al., Caries Res, 2001)

Intervention clinique avec des Probiotiques
au niveau de la cavité orale
EspècesEspèces VehiclueVehiclue Résultats au niveau oralRésultats au niveau oral
L. rhamnosusL. rhamnosus
L. reuteriL. reuteri
BifidobacteriaBifidobacteria
LaitLait
FromageFromage
YayourtYayourt
EauEau
GenciveGencive
YayourtYayourt
Diminution de la densité des SM dans la saliveDiminution de la densité des SM dans la salive
Diminution de la densité des SM & des levuresDiminution de la densité des SM & des levures
Diminution des gingivitesDiminution des gingivites
(Nase et al., Caries Res, 2001; Ahola et al., Arch Oral Biol, 2002; Hatakka et
al., J Dent Res, 2007; Twetman & Stecksen-Blicks, Int J Ped Dent, 2007)

EST-CE QU’IL EXISTE UN VACCIN
ANTI CARIE?

OUI…
MAIS NON COMMERCIALISÉ
Pourquoi?
La carie est une maladie bénigne
Elle peut être prévenue par des méthodes d’hygiènes simples,
peu couteuses et efficaces
Le S.mutans n’est pas le seul responsable de la carie dentaire, donc
un vaccin anti S.mutans ne préviendrait pas la survenue de la carie par
d’autres bactéries cariogènes
Il est couteux de vacciner des populations pour une pathologie bénigne,
Le but d’un vaccin est de prévenir la survenue de pathologies graves
(ex: la poliomyélite, la tuberculose, la rubéole…) et de protéger des
populations entières

Les stratégies d’immunisation contre la carie sont:
L’immunisation active: consiste à utiliser un antigène qui induit la formation
d’anticorps protecteurs
L’immunisation passive: immunisation par l’administration d’anticorps
Les essaies d’immunisations anti caries ont été faits chez l’homme, le singe ou le rongeur.
Soit la bactérie entière de S.mutans tué est utilisée
Soit des antigènes: l’antigène I/II de S.mutans (adhésine), l’enzyme GTF ou la protéine GBP
La voie d’administration du vaccin est soit parentérale,
orale, ou nasale (spray)
Les effets de cette immunisation sont la protection
contre la carie induite par S.mutans

POUR EN SAVOIR PLUS

Souriez……………la vie est belle

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