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ParoCheck®/Parodontitis

ParoCheck®

ParoCheck® ( Greiner Bio-One International AG) ermöglicht die Diagnostik von 10 bzw. 20 Bakterienstämmen im Mund-Zahnbereich.

 

Parodontitis

Parodontalerkrankungen sind Erkrankungen des Zahnhalteapparates (Parodontiums). Die Entstehung und Progression parodontaler Entzündungsprozesse sind in der Regel auf eine Verschiebung des mikrobiellen Keimspektrums in der Mundhöhle, speziell im subgingivalen Bereich zurückzuführen. Während sich die "gesunde" orale Mikroflora vorwiegend aus Gram-positiven, fakultativen Anaerobiern zusammensetzt, überwiegen bei einer Parodontitis die Gram-negativen Anaerobier. Wichtige Ursache für die Ausbildung von Parodontiden ist u.a. eine mangelnde Mundhygiene, die sich zunächst in Form einer Gingivitis manifestiert, bei der es zu einer übermäßigen Besiedlung des Sulkus gingivae durch infektiöse Bakterien kommt. Bleibt eine Gingivitis unbehandelt und schreitet auch die Verschiebung des bakteriellen Keimspektrums zu Gunsten der anaeroben Bakterien weiter fort, kann die Infektion auf das gesamte Parodontium übergreifen und zur Ausbildung einer Parodontitis führen. Neben einer mangelhaften Mundhygiene wird auch eine vorübergende Schwächung des Immunsystems als eine mögliche Ursache einer parodontalen Entzündung diskutiert. Dies erfolgt z.B. durch:

  • Stress
  • Rauchen
  • Medikation
  • virale oder bakterielle Infektion
  • etc.

Zusätzlich spielen auch genetische Dispositionen insbesondere bei der Ausbildung
aggressiver Parodontiden eine wesentliche Rolle.

 

Risiken durch Parodontitis

und das Risiko für einen Stützgewebe- und Knochenverlust
zu reduzieren.

 

Parodontalpathogenes Keimspektrum

Während sich die klinische Diagnostik in der Vergangenheit darauf beschränkte, die bedeutsamsten Leitkeime nachzuweisen, ist es heutzutage durch die Entwicklung der DNA-Microarraytechnik möglich, weitere wichtige Keime kostengünstig qualitativ zu bestimmen und in den therapeutischen Ansatz einzubeziehen. Mit den so genannten Leitkeimen sind oft Gruppen weiterer Bakterienspezies assoziiert, welche ein kompliziertes Netzwerk von Stoffwechselprodukten miteinander verbindet und die erst im Zusammenspiel zu einer Erhöhung der Pathogenität führen. "Cluster" und "Community" Analysen deuten auf die Existenz von insgesamt sechs verschiedenen Gruppen/Komplexe hin (siehe Tabellen).

 

Nachweisbare Parodontalpathogene mit ParoCheck®

ParoCheck® ermöglicht die Diagnostik von 10 bzw. 20 Bakterienstämmen im Mund-Zahnbereich.

ParoCheck® ist der erste DNA-Chip, mit dem ein erweitertes Bakterienspektrum simultan qualitativ nachgewiesen werden kann:

 

Parocheck® 10

Roter Komplex

Porphyromonas gingivalis

Tannerella forsythia

Treponema denticola

Oranger Komplex

Campylobacter rectus/showae

Fusobacterium nucleatum ssp.

Peptostreptococcus micros

Prevotella intermedia

Blauer Komplex (Actinomyceten)

Actinomyces viscosus

Grüner Komplex

Actinobacillus actinomycetemcomitans
a, b, c

Eikenella corrodens

Parocheck® 20

Roter Komplex

Porphyromonas gingivalis

Tannerella forsythia

Treponema denticola

Gelber Komplex (Streptokokken)

Streptococcus mitis Gruppe

Streptococcus gordonii Gruppe

Oranger Komplex

Campylobacter rectus/showae

Campylobacter gracilis

Peptostreptococcus micros

Prevotella intermedia

Prevotella nigrescens

Fusobacterium nucleatum ssp

Peptostreptococcus micros

Streptococcus constellatus Gruppe

Eubacterium nodatum

Blauer Komplex (Actinomyceten)

Actinomyces viscosus

Grüner Komplex

Actinobacillus actinomycetemcomitans
a, b, c

Eikenella corrodens

Violetter Komplex

Veillonella parvula

Actinomyces odontolyticus

Ziel der Parodontalbehandlung ist es, parodontalpathogene Bakterien aus den
infizierten Geweben dauerhaft zu eliminieren. In vielen Fällen ist allein durch
sorgfältiges mechanisches oder chirurgisches Vorgehen eine langfristige stabile parodontale Situation nicht zu erreichen, wie die hohe Rezidivrate nach konventioneller Parodontitis-Behandlung gezeigt hat.

Es ist unbestreitbar, dass neben der mechanischen Therapie SRP, adjuvante Antibiosen, sei es systemisch oder lokal durch Einbringen eines Local Delivery
Devices
(LDS), die Therapie gerade bei aggressiven marginalen Parodontitiden nachhaltig optimieren können.
Die Auswahl und der Einsatz geeigneter Antibiotika im Rahmen einer Parodontitistherapie setzt eine möglichst genaue Kenntnis über die Zusammensetzung des Keimspektrums voraus. Viele Therapieversager und die Ausbreitung bakterieller Resistenzen unterstützen diese Tatsache.
Mit ParoCheck® haben Sie die Möglichkeit ein breites Spektrum parodontalpathogener Bakterien zu erfassen und die Antibiotikaauswahl gezielt auf das individuelle Keimspektrum des Patienten abzustimmen.

 

Indikation für eine Antibiotikatherapie

Generell sollte bei der Applikation von Antibiotika in der Parodontitistherapie beachtet werden, dass diese nur in Verbindung mit einem supra- und subgingivalen Debridement sinnvoll sind. Die temporäre Desintegration des Biofilms ist eine wichtige Voraussetzung, um eine optimale Wirkung des Antibiotikums zu erzielen. Antibiotika sind also in der Parodontitistherapie als Unterstützung und nicht als Ersatz von supra- und subgingivalem Debridement anzusehen.
Die DGP/DGZMK empfiehlt in ihrer Stellungnahme die mikrobiologische Diagnostik bei den folgenden Parodontitisformen:

  • Aggressive Parodontitis
  • Schwere chronische Parodontitis
  • Parodontiden, die trotz Therapie progrediente Attachmentverluste aufweisen
  • Parodontalabszess mit Tendenz zur Ausbreitung in die benachbarten Logen, Fieber und/oder ausgeprägter Lymphadenopathie
  • Nekrotisierende ulzerierende Gingivitis oder Parodontitis mit ausgeprägter Allgemeinsymptomatik
  • Mittelschwere bis schwere Parodontitis bei systemischenErkrankungen bzw. bei Schwächung des Immunsystems.

 

Nachweissystem

ParoCheck® ist ein DNA-Sondentest, der in Verbindung mit einer extrem sensitiven und schnellen Hybridisierungstechnik, den sog. DNA-Microarrays/Biochips, eingesetzt wird. Diese erlauben eine wesentlich schnellere und exaktere Auswertung vorhandener parodontalpathogener Bakterien in der Probe. Das Testprinzip basiert auf dem Nachweis der keimspezifischen 16S-rRNA kodierenden DNA.
Nach Probenentnahme am Patienten wird die bakterielle DNA extrahiert. Im
Folgenden wird ein ca. 300 Nukleotide langes DNA-Fragment der 16S-rRNA
kodierenden DNA aller vorhandenen Bakterien der Probe in Gegenwart hochkonservierter Primerpaare mit Hilfe der PCR (Polymerase-Kettenreaktion) amplifiziert.
Das Design der PCR wurde so gewählt, dass DNA-Fragmente entstehen, die mit
Fluorophor-Molekülen markiert sind. Anschließend erfolgt die Hybridisierung der
markierten Amplifikate an keimspezifische DNA-Sonden, die auf dem Biochip fixiert sind.
Nach der Hybridisierung wird die Analyse mit dem DNA-Microarray-Scanner (Agilent
Technologies) durchgeführt. Die Auswertung erfolgt mit Hilfe einer speziellen Analyse-Software (Greiner Bio-One International AG).

 

Arbeitsablauf: Probeneinsendung und Auswertung

Für jedes Bakterium sind auf dem Biochip jeweils fünf Messpunkte vorhanden, was das Risiko einer Falschmessung minimiert. Insgesamt fünf Kontrollsysteme verhindern falsch positive oder falsch negative Ergebnisse. Die qualitative Bestimmung der parodontalpathogenen Bakterien ermöglicht außerdem den Therapieverlauf objektiv zu beurteilen und das Risiko für einen Stützgewebe- und Knochenverlust zu reduzieren.

Neben der qualitativen Bestimmung des Keimspektrums enthält der Labor-Befund außerdem ein auf das individuelle Keimspektrum abgestimmtes Therapieschema.

Aufgrund der digitalen Auswertung können alle Ergebnisse einfach archiviert und elektronisch zugestellt werden.
Dadurch erhalten Sie den Befund wesentlich schneller als bisher.

 

 

Keime im parodontalen Biofilm

Hatte sich die klinische Diagnostik in der Vergangenheit darauf verständigt, die bekannten vier Keime Aggregatibacter (früher Actinobacillus) actinomycetemcomitans, Tanerella fosythensis (früher Bacteroides forsythus), Porhyromonas gingivalis und Prevotella intermedia sowie neuerdings auch Prevotella nigrescens, Treponema denticola, Parvimonas micra (früher Peptostreptococcus micros) und Camphylobacter rectus als sogenannte Leitkeime für das Entstehen und die Progression aggressiver marginaler Parodontitiden verantwortlich zu machen, so sind wir heute Dank moderner Forschung in der Lage, weitere wichtige Keime kostengünstig qualitativ und quantitativ zu bestimmen1 und zu therapieren.
Im Folgenden sollen nun in Kurzform die Eigenschaften der im wohl fortschrittlichsten Test (ParoCheck® mit 20 Spezies) auf diesem Gebiet ermittelten Leitkeime erläutert werden.

Nach der Schlüsselpublikation von Socransky, J. Clinical Periodontology, 25, 134-144 (1998) kann Folgendes als gesichert gelten:

Der 1. (mit "A" bezeichnete oder rote) Komplex der subgingivalen Bakterien ist stark mit Taschentiefe und BOP (bleeding on probing) assoziiert.

Der 2. (mit "B" oder orange bezeichnete) Komplex zeigt immerhin noch eine signifikant erhöhte Assoziation mit der Taschentiefe.

Alle anderen Komplexe ("C", "D" und "E") bakterieller Gemeinschaften im subgingivalen Biofilm und deren Spezies sind als möglicherweise vorbereitend für den "B"- bzw. "A"-Komplex einzustufen und haben als Gruppe diagnostiziert mögliche Bedeutung.
Einzeln nachgewiesen sind sie als mehr oder weniger unbedeutend zu werten (Ausnahme: Actinobacillus actinomycetemcomitans).

Hier ein Kurzprofil der mit ParoCheck® 20 nachweisbaren Leitkeime in alphabetischer Reihenfolge (alte Nomenklatur, da z.Zt. noch gebräuchlicher).

Actinobacillus (Aggregatibacter) actinomycetemcomitans:

Komplex-unabhängig; in nahezu jeder Keimzahl bedeutsam; Toxin-Produzent; invasiv.

Actinomyces odontolyticus:

(E) Dieser Keim lebt anaerob bis mikroaerophil. Im Allgemeinen ist er ein physiologischer Marker. Aktinomyzeten können unter bestimmten Umständen an der nach ihnen benannten "Aktinomykose" beteiligt sein. Der Keim bildet nach Socransky (1998) mit Veillonella parvula zusammen einen Komplex und mag - in dieser Kombination gefunden - eine (geringe) Bedeutung bei der Parodontitis haben.

Actinomyces viscosus:

Ebenso wie A.o. lebt er anaerob bis mikroaerophil. Er ist ein physiologischer Marker. Er bildet wenige bis keine Assoziationen mit bestimmten Parodontopathogenen oder den o.g. Komplexen.

Tannerella forsythensis (syn. forsythia):

(A) Der Keim ist obligat anaerob. Durch hohe Protease-Aktivität ist er parodontopathogen, durch seine unangenehmen flüchtigen Fettsäuren für Foeter ex ore mitverantwortlich. Als A-Komplex-Keim, hochsignifikant für die klinische Progression der Parodontitis.

Campylobacter concisius:

(D) Mikroaerophil. Dieser Keim hat derzeit eine spekulative Bedeutung. Er ist assoziiert mit A.a., C.g. und E.k. im D-Komplex.

Campylobacter gracilis (Bacteroides gracilis):

(B) Dieser Keim ist microaerophil. Er hat derzeit eine spekulative Bedeutung, möglicherweise ähnlich wie C. rectus. Im Komplex B (orange) ist er u.a. mit P.n. und weiteren Campylobacter-Spezies assoziiert.

Campylobacter rectus (Wolinella recta):

(B) Auch er gehört zu den mikroaerophil lebenden Bakterien. Häufig erscheint er bei einer Parodontitis isoliert. Er produziert ein dem Leuktotoxin von A.a. ähnliches Cytotoxin. Komplex B (orange).

Capnocytophaga gingivalis:

(D) Dieser Keim ist bei früh auftretenden Parodontopathien, also präpubertär, von Bedeutung, wobei hier auch C. ochracea und C. sputigena wichtig sind. Assoziiert mit A.a., C.c. und E.k. bildet er den D-Komplex.

Eikenella corrodens:

(D) Der Keim ist aerob bzw. fakultativ anaerob. Seine Rolle ist noch wenig geklärt. Die Zellzahl ist in Parodontitis- Prozessen erhöht. Er bildet den D-Komplex mit A.a., C.c. sowie C.g.

Eubacterium nodatum:

(B) Dieser Keim ist obligat anaerob; eine Rolle bei der Parodontitis wird zunehmend wahrscheinlicher. Die Zellzahl ist bei Parodontitis-Prozessen erhöht. Cave: Er ist einer der wenigen Gram-positiven potentiell parodontopathogenen Keime. Er wird nach Socransky (1998) auch gelegentlich mit A-Komplex-Organismen isoliert.

Fusobacterium nucleatum:

(B) Ein obligat anaerober Keim. Er spielt eine bedeutsame Rolle bei NUG und NUP. Kommt auch physiologisch vor und kann mit einer großen Anzahl der unterschiedlichsten oralen Keime in einer noch wenig geklärten Weise interagieren. Er ist ein Frühbesiedler (Pionier) der Schleimhäute und ein Verbindungsglied zu den nachfolgenden Keimen (Andockstelle für viele Sekundärbesiedler). Haupt-Leitkeim des B-Komplexes.

Peptostreptococus micros (Parvimonas micra):

(B) Ein weiterer obligat anaerober Keim. Er ist ein relativ gesicherter Gram-positiver Parodontopathogen. Er kommt jedoch auch physiologisch vor; Protein-Abbau; Frühmarker in Komplex B.

Porphyromonas gingivalis:

(A) Erneut ein obligat anaerober Keim. Neben A.a. und B.f. (T.f.) ist er ein Haupt-Parodontitiserreger. Er verfügt über viele Proteasen und ist daher sehr am Abbau des Kollagens sowie der Antikörper beteiligt. Komplex A.

Prevotella intermedia:

(B) Er ist obligat anaerob, ein früher Markerkeim. Dieser Keim ist in der Lage die Restzucker im Sulkus bzw. der beginnenden parodontalen Tasche zu verstoffwechseln und bereitet durch Sauerstoffverzehr das nötige anaerobe Milieu für die Haupt-Pathogenen vor. Er besiedelt gerne und zahlreich Schleimhäute und ist durch seine flüchtigen Fettsäuren für Halitosis mitverantwortlich. Komplex B.

Prevotella nigrescens:

(B) Auch dieser Keim ist obligat anaerob. Er spielt eine wichtige Rolle bei Infektionen der Zahnwurzel. Er weist Eigenschaften wie sein "Bruder" P. intermedia auf, jedoch wurde er bei Kleinkindern nachgewiesen und tritt nicht unbedingt vermehrt mit Parodontitis-Prozessen auf. Seine Rolle wird sehr kontrovers diskutiert. Komplex B.

Streptococcus gordonii:

(C) Der S.g ist fakultativ anaerob. Er ist ein Frühbesiedler des Zahnes wie auch Str. sanguis; in Bezug auf die Parodontitis hat er, isoliert betrachtet, keine spezielle Bedeutung. Er kommt physiologisch vor und bildet im Komplex C ein subgingivales Mikro-Ökosystem.

Streptococcus mitis:

(C) Er ist fakultativ anaerob und, isoliert betrachtet, physiologisch; Komplex C.

Treponema denticola:

(A) Dieser Keim ist obligat anaerob. Er gehört zu den parodontopathogenen Spirochäten und ist einer der wenigen kultivierbaren Spirochäten, was das Interesse und die Anzahl der mit ihm durchgeführten Studien erklärt, jedoch ist er nicht zwingend die bedeutsamste Parodontitis-Spirochäte. Er baut Proteine ab und erzeugt wiederum üble flüchtige Fettsäuren. Gehört aber zum bedeutsamen Komplex A.

Veillonella parvula:

(E) V.p. ist obligat anaerob. Er ist der einzige bisher bekannte Gram-negative Kokkus mit (schwacher) parodontopathogener Bedeutung. Als Stoffwechsel-"Krüppel" ohne Möglichkeit zum Zuckerabbau ernährt er sich von der Milchsäure der Streptokokken und der Laktobazillen und mag anti-kariogen sein. Er verstärkt die Mineralisierung der Zahnplaque zu Zahnstein. Komplex E mit A. odontolyticus.

 

 

 

1 ParoCheck Chip Kit 10/20 (Greiner Bio-One), Durchführung, Analyse und Interpretation:

arrows biomedical Deutschland GmbH im Centrum für Nanotechnologie der Westfälischen-Wilhelms-Universität Münster
Heisenbergstr. 11
48149 Münster
Tel.: 0251/8363403
Fax: 0251/8363404