Persönliche PDF-Datei für S. Kneist, M. Bratanoff

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1 Persönliche PDF-Datei für S. Kneist, M. Bratanoff Mit den besten Grüßen vom Georg Thieme Verlag Probiotika DOI /s ZWR Das Deutsche Zahnärzteblatt 2014; 123 (12): Nur für den persönlichen Gebrauch bestimmt. Keine kommerzielle Nutzung, keine Einstellung in Repositorien. Verlag und Copyright: 2014 by Georg Thieme Verlag KG Rüdigerstraße Stuttgart ISSN X Nachdruck nur mit Genehmigung des Verlags

2 626 Fortbildung - Parodontologie Probiotika Auch eine Chance gegen Plaque-assoziierte parodontale Erkrankungen? S. Kneist, M. Bratanoff Erfurt Probiotika haben Eingang in die Zahnheilkunde gefunden. Trotz des schnell anwachsenden Wissens über Wirt-Pathogen-Wechselwirkungen sind noch viele Fragen zu den die parodontale Gesundheit fördernden Bakterien unbeantwortet. Zukünftige Forschungsvorhaben mit wohl geplanten Studien zur Effizienz von Probiotika sollten daher sowohl auf die die Mundgesundheit fördernde Mikroflora gerichtet sein, als auch auf immunmodulatorische Wechselwirkungen, die zusammen parodontale Gesundheit mit klinischem Erfolg belegen. Einführung Die positive Wirkung von Probiotika im Verdauungstrakt ist intensiv erforscht und ihre Effektivität bei der Prävention und Therapie gastrointestinaler Erkrankungen durch zahlreiche Studien belegt. Es scheint naheliegend den erfolgreichen Therapieansatz nämlich das Wachstum nützlicher Bakterien zu fördern und die Vermehrung pathogener Keime zu verhindern auch auf die Prävention von Karies und Behandlung von Parodontalerkrankungen zu übertragen. Immerhin sind beide Erkrankungen durch Plaque bedingt. Abbildung 1 spiegelt das zunehmende Interesse an Probiotika am Beispiel der in PubMed erfassten Studie zwischen dem und wieder. Die Abbildung verdeutlicht, dass Studien zur Erhaltung der Mundgesundheit durch Probiotika in der Zahnheilkunde ihren Anfang nehmen. Unter den einfachen Suchbegriffen Probiotics, Gingivitis + Periodontitis fanden sich lediglich 8 Publikationen. Im ersten Beitrag zu diesem Thema [1] wurde bereits auf Anforderungen an Probiotika eingegangen, auf probiotische Laktobazillen, die Mundhöhle als natürliches Habitat von Laktobazillen und die Rolle, die Probiotika in der Kariesprävention einnehmen könnten. Weiterführend soll auf die Frage, ob Probiotika im Fächer der präventiven oder therapeutischen Maßnahmen bei Gingivitis und Parodontitis einen Stellenwert einnehmen können, nachgegangen werden. Zum besseren Verständnis zuvor nochmals kurz zur Einschätzung von Probiotika für die Kariesprävention: Mit einer Metaanalyse vorliegender Studien zur Kariesprävention und Kontrolle von Kariesrisikofaktoren hatten Cagetti et al. [2] auf das Fehlen sorgfältig geplanter klinischer Studie insbesondere Langzeitstudien hingewiesen. Mittels einer PubMed- und EMBASE-Recherche zum Zeitraum 1. Januar 1966 bis 15. Mai 2013 mit den Schlagworten Caries, Probiotic Bacteria, Probiotic Lactobacilli, Bacteriotherapy, Dental Disease, Oral Health, Oral Streptococci, Cariogenic Bacteria, Plaque ph, Dental Caries Susceptibility hatten die Autoren 66 klinischen Studien erfasst, von denen 23 die Einschlusskriterien nach den Consolidated Standards of Reporting Trials (CONSORT) guidelines 2010 erfüllten. Mit einer Checkliste von 25 Punkten zur Studienplanung, Analyse und Interpretation der Ergebnisse wurden 4 Studien als exzellent (> 20 Punkte) bewertet, 9 Studien als gut (13 19 Punkte) und 10 als schwach (< 12 Punkte). Mehrheitlich (80 %) handelte es sich um Kurzzeit-Interventionen (10 42 Tage) mit unterschiedlichen Vehikeln und unterschiedlichen Keimdosen probiotischer Stämme (Bifidobacterium spp., L. casei, L. brevis, L. plantarum, L. reuteri und L. rhamnosus). Die Autoren schlussfolgerten, dass Probiotika auch wenn bislang nur wenige Studien klare klinische Aussagen zulassen unter dem Blickwinkel der Kariesprävention chancenreich sein könnten. Gegenwärtig sind die wissenschaftlichen Beweise gering und eine kontinuierliche, möglichst tägliche Aufnahme von Probiotika wäre erforderlich. Unter dem Aspekt der Compliance sollten Probiotika nach Möglichkeit auch in anderen täglich angewandten Kariespräventiva beispielsweise Zahnpasten enthalten sein. Subgingivale Plaque Meilensteine Bakterien in der dentalen Plaque (Abb. 2) sind seit 1863 durch erste Zeichnungen von Antonie

3 Fortbildung - Parodontologie 627 van Leeuwenhoek bekannt geworden läutete Robert Koch mit der Abhandlung über die Tuberkulose die Ära der Medizinischen Mikrobiologie ein. Die Periode zwischen 1880 und 1930 wird zu Recht als goldenes Zeitalter der Mikrobiologie bezeichnet; eine Vielzahl von Infektionen wurde auf spezifische pathogener Mikroorganismen zurückgeführt. Ende des 19. Jahrhunderts hielt die Mikrobiologie auch Einzug in die Zahnheilkunde. W. D. Miller nahm dabei eine Schlüsselfunktion mit seinem 1890 herausgegeben Pionierwerk The Microorganisms of the Human Mouth ein. Er beschrieb darin die Akkumulation von Bakterien als Verursacher von Entzündung und Destruktion des Parodontalgewebes. Miller glaubte nicht an spezifische Mikroorganismen, sondern vielmehr, dass Virulenzfaktoren der komplexen Mikroflora insgesamt für die pathologischen Prozesse verantwortlich wären. Seine Hypothese wurde von J. L. Williams unterstützt, der dentale Plaque als gelatineartige Akkumulation von Bakterien beschrieb und deren Ansammlung als ursächlich für parodontale Erkrankungen bestätigte. Der Terminus gelatinous microbic plaque wurde dann von G. V. Black, dem Begründer der wissenschaftlichen Zahnheilkunde, 1899 geprägt. Die orale Mikrobiologie bewegte nachfolgend die spezifische Plaquehypothese mit der Suche nach kausalen Erregern. Da aber kein einzelner Keim für die Auslösung parodontaler Erkrankungen erhellt werden konnte und sowohl bei Erkrankten als auch Gesunden ein gleiches Keimspektrum aufgefunden wurde, erfuhr die unspezifische Plaquehypothese eine Renaissance. Zeitgleich kamen von epidemiologischen Untersuchungen wichtige Informationen, dass die Prävalenz parodontaler Erkrankungen bei Älteren höher lag [3]. Es wurde nun verstanden, dass nicht ein spezifischer Keim, sondern die Plaque kumulativ die Destruktion des Parodonts auslöste und unterhielt. Plaque wurde allgemein wieder als pathogen angesehen [4]. Die Erkenntnis, dass die Plaquemenge mit der Gesamtheit ihrer toxischen Produkte die Immunabwehr des Körpers überfordert, hatte als Konsequenz die Plaquekontrolle zur Folge. Die therapeutische Strategie parodontalen Erkrankungen vorzubeugen oder sie zu behandeln, bestand in professionellen chirurgischen und nicht chirurgischen Maßnahmen der Plaqueentfernung, begleitet durch sorgfältige Mundhygiene im Alltag. In den 1960er Jahren untermauerten Fortschritte zum Keimnachweis die Erkenntnis, dass sich Plaque in Abhängigkeit zum Keimvorkommen unterschiedlich auswirkt [5]. Longitudinale Studien offenbarten einerseits Individuen, die trotz großer Plaqueakkumulation nicht erkrankten [6] und andererseits die seitenspezifisch Abb. 1 Anzahl der Publikationen in PubMed Suchbegriffe Probiotics, Gingivitis + Periodontitis im Zeitraum Abb. 2 Biofilm von S. sanguinis auf humanem Zahnschmelz im rasterelektronenmikroskopischen Bild (Bild: Susanne Kneist). starke Destruktion von Zähnen unmittelbar neben gesunden Zähnen. Es konnte nun auch ein unterschiedliches Keimspektrum zwischen an Parodontitis erkrankten und gesunden Zähnen aufgezeigt werden. Die spezifische Plaquehypothese wurde erneut aufgegriffen und an das zeitgemäße Wissen adaptiert. Aggregatibacter actinomycetemcomitans wurde als spezifischer Keim der lokalisierten aggressiven Parodontitis zugeordnet. Untersuchungen zur Auswirkung des oralen Umfelds auf die Struktur und Zusammensetzung der komplexen Mikroflora läuteten in der Folge die ökologische Plaquehypothese ein [7]. Diese Hypothese legte die Transformation der

4 628 Fortbildung - Parodontologie residenten kommensalen Mikroflora durch Umfeld-bedingte Pertubation (ph, Sauerstoffspannung, Fließrate der Sulkusflüssigkeit, Blut etc.) in eine pathogene Mikroflora nahe. Veränderungen der mikrobiellen Homöostase wurden im Vergleich zur spezifischen Plaquehypothese auf eine Veränderung des Umfeldes zurückgeführt. Als Konsequenz wurde die Behandlung nicht nur auf die Eliminierung einzelner Keimarten fokussiert, sondern auch auf das orale Umfeld; letzteres sollte zuungunsten einer pathogenen wieder die Etablierung einer kommensalen Flora erlauben. Die Identifikation spezifischer, also ursächlich parodontopathogener Arten, ist durch ein ähnliches Bild parodontaler Erkrankungen erschwert. Vor allem tritt die Erkrankung zunächst an einer Stelle auf, die bakteriell kolonisiert ist, und die Erkrankung kann durch Vermehrung einzelner Arten in der residenten Population ausgelöst werden oder aber auch durch Etablierung exogener Keimarten. Bei paraodontaler Gesundheit ist die komplexe Keimflora durch das Vorkommen von Streptococcus sanguinis, S. mitis, Gemella spec., Atopobium spec., Fusobacterium nucleatum, Capnocytophaga spec. und Bacteroides oral clone BU063 geprägt. Gingivitis ist charakterisiert durch Entzündung der Gingiva und den Nachweis von Streptococcus spec., Actinomyces naeslundii, Parvimonas micra, Campylobacter gracilis, F. nucleatum, Prevotella intermedia und Veillonella spec. in der subgingivalen Plaque. Parodontitis, die progressive destruktive Erkrankung aller die den Zahn umgebenden Gewebe, einschließlich des Alveolarknochen, ist vor allem mit Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola, Tannerella forsythia und Aggregatibacter actinomycetemcomitans assoziiert. Die Entwicklung des Biofilms (Plaque) mit bakteriellen Antigenen und Virulenzfaktoren, Lipopolysacchariden und Fimbrien, Merkmalen wie der Kommunikation der Bakterienzellen untereinander, dem Gentransfer, der Regulation von Genexpression, der Synthese extrazellulärer proteolytischer Enzyme und von Stressproteinen, der antimikrobiellen Resistenz und das Unterlaufen der Wirtsabwehr, prägen die parodontalen Krankheitsbilder [8]. Probiotika Eine Chance gegen Plaque assoziierte parodontale Erkrankungen? Unter dem Titel Probiotica in dentistry: A boon or sham (Wohltat oder Täuschung) widmeten sich Chopra und Mathur [9] wie zuvor auch andere Arbeitsgruppen der Frage, ob Probiotika die Mundgesundheit fördern. Die Autoren weisen auf die Dringlichkeit hin, die Bedeutung der Probiotika auf die die Mundgesundheit förderliche Mikroflora zu beleuchten und durch sorgfältige groß angelegte Studien ihren Nutzen zu untermauern. Canetti et al. [2] hatten nach einer Meta-Analyse der bis zum Jahr 2013 vorgelegenen Studien auch weiterführende Studien zur Effizienzbewertung von Probiotika zur Kariesprävention empfohlen. Teughels et al. [10] widmeten sich bei gleichem methodischen Vorgehen (PubMed-Recherche, ISI WEB of Knowledge) in einem systematischen Review einerseits der Wirkung von Probiotika auf orale Keime und andererseits war der Blickwinkel mit der Frage Do probiotics alter the periodontal condition or the outcome of periodontal therapy? auf die Gesunderhaltung und Behandlung parodontaler Erkrankungen gerichtet. Zur Beantwortung letzterer Frage konnten die Autoren 3 Tierversuche und 11 humane In-vivo-Studien bewerten. 6 Studien widmeten sich mikrobiologischen Effekten und 8 Studien klinischen Einflüssen. 7 Studien schlossen Gesunde oder Patienten mit Gingivitis ein. In der Mehrzahl der Studien handelte es sich um Pilotstudien mit niedriger Qualität. Die hohe Heterogenität zwischen den Studien erschwerte die Analyse. Die Autoren kamen insgesamt zu der Aussage, dass ein Effekt der Probiotika auf orale Keime besteht, aber ein begrenzter Effekt auf die parodontalen klinischen Parameter. Die Autoren wiesen auf die dringende Notwendigkeit nach exakt geplanten Studien hin, die der Effizienz von Probiotika als adjunktive Maßnahme ähnlich der Antibiotikagabe zur Standardtherapie parodontaler Erkrankungen nachgehen sollten. Auch der Workshop Biological approaches to the development of novel periodontal therapies Consensus of the Seventh European Workshop on Periodontology befasste sich damit, ob das heutige Wissen über die Parodontitis ausreicht, neue Strategien zur Prävention und Behandlung zu entwickeln. Auch die mögliche Rolle der Probiotika wurde diskutiert [11]. Von der Frage nach den Charakteristika eines die orale Gesundheit fördernden Biofilms ausgehend, wurden aus parodontaler Perspektive die Bedeutung des gesunden Wirtes, des immunologischen Status und der lokalen Umfeldfaktoren hervorgehoben. Hinsichtlich der Probiotika wurden wissenschaftliche Beweise für ihr Potenzial hinterfragt, den Biofilm zu verändern und in der Folge das klinische Bild. Auf der Basis von Pilotstudien wurde ein Kurzzeiteffekt auf den Biofilm durch direkte mikrobielle Wechselwirkungen oder durch immunologische Modulation bestätigt; ein klinischer Nutzen konnte aber nicht nachgewiesen werden. Die Frage, welche Probiotika-Stämme zur Prävention und Behandlung der Parodontitis verwendet werden sollten, konnte nicht beantwor

5 Fortbildung - Parodontologie 629 tet werden. Empfohlen wurden Stämme, die mit Gesundheit und nicht mit Krankheit assoziiert sind, in Forschungsvorhaben in vitro und in vivo zu prüfen, bevor sie als Probiotika zum Einsatz kämen. Geprüft werden sollte u. a. die antibakterielle Wirkung der Stämme gegenüber pathogenen Keimen, ihre Virulenzfaktoren bis hin zur antimikrobiellen Resistenz, die gegebenenfalls ihrem Einsatz entgegenstünden. Ein ähnliches Screening sollte auf die Erkennung möglicher immunmodulatorischer Mechanismen gerichtet sein. Letztlich wurde die Frage Was ist der Wichtungsfaktor für einen direkt antimikrobiellen und wirtsmodulatorischen probiotischen Mechanismus in der Prävention und Therapie parodontaler Erkrankungen? dahingehend beantwortet, dass bislang Studien zum Effekt von Probiotika primär auf die Veränderung der Mikroflora fokussiert waren, obwohl Probiotika auch antiinflammatorische Eigenschaften aufweisen. Welche Wirkung bedeutsam ist, bedarf weiterführender Forschung. Dabei sollte beachtet werden, dass antimikrobielle und antiinflammatorische Eigenschaften stammspezifisch sind und somit optimale Effekte bei gleichzeitiger Nutzung verschiedener Arten erwartet werden könnten. Kommerzielle Probiotika zur Behandlung Plaque-assoziierter parodontaler Erkrankungen Neben Joghurts werden heute auch einige kommerzielle Produkte, die Probiotika enthalten, zur Behandlung parodontaler Erkrankungen in Form von Tabletten, Lutschbonbons, Kaugummi oder Zahnpasten [12] angeboten: Gum PerioBalance (Sunstar, Etoy, Schweiz) Patentierte Kombination aus 2 Stämmen von L. reuteri gegen kariogene Keime und Parodontopathogene. Jedes Lutschbonbon enthält eine Dosis von 2 x 10 8 lebenden Keimen von L. reuteri Prodentis. Empfohlen wird ein Bonbon pro Tag nach einer Mahlzeit oder nach dem Zähneputzen am Abend. PeriBiotic (Designs for Health, Inc., Suffield, Kanada) Die fluoridfreie Zahnpasta enthält Dental- Lac, ein Probioticum aus Lactobacillus paracasei. Bifidumbacterin, Acilact, Vitanar (Alfarm Ltd., Moskau, Russland) Die Präparation in Tablettenform enthält einen Komplex aus 5 lyophilisierten Milchsäurebakterien und wird zur Behandlung von Gingivitis und milder Parodontitis empfohlen. Nach mechanischer Plaqueentfernung sollen 3-mal pro Tag 2 Tabletten mit einer Verweildauer von min im Mund eingenommen werden. Wakamate D (Wakamoto Pharmaceutical Co., Tokyo, Japan) Die Tablette enthält 6,5 x 10 8 Kolonie-bildende Einheiten von Lactobacillus salivarius WB21 und Xylitol (280 mg / Tablette). Prodentis (BioGaia, Stockholm, Schweden) Das Lutschbonbon enthält 2 Stämme von Lactobacillus reuteri (DSM und ATCC PTA 5289) mit einer minimalen Keimzahl von 1 x 10 8 Kolonie-bildenden Einheiten von jedem Stamm. Ausblick für die zahnmedizinische Forschung Nach wie vor besteht die Notwendigkeit, nach mehr effektiven und effizient präventiven Herangehensweisen bei Gingivitis und Parodontitis zu suchen, die zeitgemäß Fortschritte im Verständnis sowohl zur Wirtsmodulation und Lösung der Inflammation einbeziehen sollten, als auch die direkte Kontrolle der Mikroflora. Zukünftige Forschung wird den Stellenwert von Probiotika untermauern. Interessenkonflikt Kein Interessenkonflikt angegeben. Literatur 1 Kneist S, Bratanoff M, Reinhöfer N. Probiotika. Auch eine Chance für die Mundgesundheit? ZWR 2014; 123: Cagetti MG, Mastroberardino S, Milia E et al. The Use of Probiotic Strains in Caries Prevention: A Systematic Review. Nutrients 2013; 5: Anonym. Position paper: epidemiology of periodontal diseases. American Academy of Periodontolgy. J Periodontol 1996; 67: Loesche WJ. Clinical and microbiological aspects of chemotherapeutic agents used according to the specific plaque hypothesis. J Dent Res 1979; 58: Socransky SS, Haffajee AD. Periodontal microbial ecology. Periodontol ; 38: Löe H, Anerud A et al. Natural history of periodontal diseases in man. Rapid, moderate and no loss of attachment in Sri Lankan laborers 14 to 46 years of age. J Clin Periodontol 1986; 13: Marsh PD. Dental Plaque as a microbial biofilm. Caries Res 2004; 38: Jacubovic NS, Palmer RJ Jr. Oral microbial ecology. Current research and new perspectives. Norfolk: Caster Academic Press, Chopra R, Mathur S. Probiotics in dentistry: A boon or sham. Dent Res 2013; 10: Teughels W, Loozen G, Quirynen M. Do probiotics offer opportunities to manipulate the periodontal oral microbiota? J Clin Periodontol 2011; 38 (Suppl. 11): Tonetti MS, Lain LC. Biological approaches to the development of novel periodontal therapies Consensus of the Seventh European Workshop on Periodontology. J Clin Periodontol 2011; 38: Lawande S. Probiotics for Management of Periodontal Disease: A Novel Therapeutic Strategy? IOSR J Pharm 2012; 2: Bibliografie DOI /s ZWR Das Deutsche Zahnärzteblatt 2014; 123 (12): Georg Thieme Verlag KG Stuttgart New York ISSN Korrespondenzadresse Prof. Dr. rer. nat. habil. Susanne Kneist Hütergasse Erfurt Susanne.Kneist@med. uni-jena.de