Taxonomische Untersuchungen des oralen Mikrobioms und dessen Beeinflussung durch die Ölziehkur mittels Next-Generation Sequencing und Bioinformatik

Abstract

Die in dieser Arbeit etablierten Methoden zur Untersuchung des oralen Mikrobioms sowie speichelhaltiger (Ölzieh-) Proben sind in der Lage, die gesamte bakterielle Flora repräsentativ darzustellen. Dies ist derzeit jedoch nur auf Basis der gezielten Auswahl der hypervariablen Region der 16S rDNA auf dem Level von Gattungen exakt möglich. Die taxonomische und bioinformatische Betrachtung der generierten Daten mittels NGS hat maßgeblichen Einfluss auf die Ergebnisse, die mit ihnen erzielt werden. Obwohl über 90 % aller Bakterien des oralen Mikrobioms lediglich durch 11 Gattungen charakterisiert werden, hat jeder Proband dieser Arbeit ein einzigartiges orales Mikrobiom und ist anhand dessen klar identifizierbar. Mit zunehmender Genauigkeit ist diese Sequenziertechnik auch für kriminalistische und forensische Untersuchungen in Zukunft wohl sicher einsetzbar.Zur Optimierung der oralen Sequenzierung sollte eine standardisierte Mock Community sowie Konsens über die verwendeten Sequenzierregionen der 16S rDNA und der Datenbanken Einzug halten. Kombiniert mit dem technischen Fortschritt ist das Ziel dabei die orale Metagenomanalyse.Als orales Ziehmedium ist Sonnenblumenöl in der Lage, deutlich mehr Bakterien als NaCl (0,9 %) aufzunehmen und die Speichelproduktion signifikant zu steigern. Zudem kann es das gesamte orale Mikrobiom im Vergleich mit Speichel reflektieren. Sonnenblumenöl wirkt dabei nicht antimikrobiell, sondern scheint eine interaktive Bindung zwischen eukaryotischen und bakteriellen Zellmembranen einzugehen. Zusätzlich scheint es einen besonderen Einfluss von Sonnenblumenöl auf Candida albicans und Porphyromonas gingivalis zu geben. Weiterführende klinische Untersuchungen der Effektivität des Ölziehens auf die Krankheitsbilder von Soor und den verschiedenen Formen der Parodontitis sind demzufolge potentiell vielversprechend. Da es sich langanhaltend über die Mucosa der Mundhöhle legt, kann das Ölziehen für Menschen mit verminderter oder versiegter Speichelproduktion (Hyposalivation, Xerostomie) und zur Linderung des Burning-Mouth-Syndroms empfohlen werden. Das Risiko der Öl-assoziierten Aspirationspneumonie sollte jedoch individuell bezüglich Alter und motorischen Fähigkeiten mit beachtet werden. Es ist davon auszugehen, dass die verschiedenen pflanzlichen Öle durchaus einen unterschiedlichen Effekt auf Bakterien haben. Da das Mikrobiom ständigen Schwankungen durch äußere Einflüsse, sowie einer raschen Vermehrungsrate und Koaggregation der Bakterien unterliegt, ist ein langanhaltender Effekt nach dem Ölziehen und ob es als Kur oder täglich praktiziert werden kann, fraglich. Das Ölziehen sollte dabei nicht als ersetzende, sondern als ergänzende orale Hygienemaßnahme betrachtet werden.Ob das Ölziehen weltweit als kostengünstige und effektive Maßnahme zur Verbesserung der Mundgesundheit Einzug erhält, wird durch die Ergebnisse weiterführender klinischer Studien, die verschiedene Öle und Krankheitsparameter mit einbeziehen, bestimmt.

The arranged methods of this thesis to the high-resolution examination of the oral microbiome and oil pulling samples on the basis of saliva are able to reflect the whole bacterial flora. Currently, the technological processes are only able to provide good results with the expedient choice of the range of the hyper variable 16S rDNA region on the level of bacterial genera. The next-generation sequencing and its different viewing with taxonomical methods and bioinformatics produce several results using variable parameters. Although 90 % of the oral microbiome is based on 11 different bacterial genera, every human has a unique oral microbiome by which he can be identified. Even for crime detection and forensics this conclusion could be an increment of well known methods.To optimize the NGS technology, it is necessary to create a standardized mock community for oral samples and to agree on the different bioinformatical databases. This should clear the way of metagenomic analysis for the future.In summary, this was the first comprehensive study which examined the microbiota in oil pulling samples. The used sunflower seed oil is able to absorb significantly more bacteria than the negative control with saline and is able to increase the saliva production. Sunflower seed oil reflects the whole oral microbiome, has no antimicrobial activity, and seems to enwrap eukaryotic and bacterial cell membranes. Additionally, there is a particular effect for Candida albicans and Porphyromonas gingivalis. Further studies dealing with the observation of oil pulling and its effects on diseases like candidiasis and periodontitis have good prospects. For patients with hyposalivation and xerostomia oil pulling could be a beneficial treatment thanks to its lining/absorbing effect to the oral mucosa and its ability to alleviate the burning mouth syndrome. With the suggestion of oil pulling, age and motor skills have to be considered to reduce the risk of aspiration and the resulting oil associated recurrent lipoid pneumonia.Taking a look at literature, one will realize that using different oils for oil pulling has several different effects. Consequently, the oral microbiome is in a constant state of flux with a high bacterial turnover rate and co-aggregation. There are no insights concerning the questions if oil pulling has a sustainable effect on the microbiome and if it is a treatment for every-day use or just as a temporary treatment.Oil pulling as an ancient ayurvedic therapy seems to be a cheap and effective method for maintaining oral health, to reduce oral inflammation, and distant side inflammation. To confirm this thesis terminally, more continuative and randomized studies are needed, especially concerning its influence on health and disease.