Yvonne Kapila est une parodontiste et enseignante-chercheuse de premier plan qui travaille sur les mécanismes cellulaires et moléculaires du cancer et de la parodontite. Après des années à l’Université du Michigan, elle est revenue à l’Université de Californie, à San Francisco (UCSF), où elle avait été formée, pour diriger le département de parodontologie. En plus de ses responsabilités académiques et cliniques, elle est pleinement engagée dans son laboratoire qui accueille plusieurs étudiants et professeurs invités. Elle a récemment publié les résultats d’un modèle innovant de parodontite expérimentale chez la souris qui a analysé les réponses microbiennes et inflammatoires. Cette étude fournit une mise à jour des effets locaux de la parodontite et identifie de nouvelles découvertes sur le ligament parodontal et le virome oral. Cette étude animale améliore notre compréhension de la pathogenèse de la parodontite et fournit des outils fiables pour étudier de nouveaux traitements, en particulier les modulateurs antimicrobiens et anti-inflammatoires. J’ai été heureuse de retrouver le Professeur Kapila lors de cette interview pour PIO au sujet du travail de recherche auquel j’avais participé pendant mon année de mobilité dans son laboratoire.
Yvonne L. Hernandez-Kapila, Professeur et cheffe de la division de parodontologie
Département des Sciences oro-faciales, Facuté d’odontologie
Université de Californie, San Francisco, USA
Hélène Rangé : Pourquoi avez-vous travaillé sur un nouveau modèle murin de parodontite ? Quels étaient vos principaux objectifs de recherche ?
Yvonne Kapila : Ce nouveau modèle murin de parodontite nous a permis d’utiliser une infection polymicrobienne et des approches de séquençage de l’ADN à haut débit (métagénomique) pour évaluer la réponse complexe de l’hôte à cette maladie et a ainsi permis une compréhension plus fine de la pathogenèse complexe de la parodontite.
H.R. : Pouvez-vous nous décrire brièvement comment fonctionne le modèle et quel type d’approches vous avez utilisé dans l’étude ?
Y.K. : Des agents pathogènes parodontaux, à savoir Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola, Tannerella forsythia et Fusobacterium nucleatum, ont été utilisés comme inoculum oral polymicrobien chez les souris BALB/cByJ. L’infection polymicrobienne a déclenché une perte osseuse alvéolaire significative, une réponse accrue des anticorps, une réponse immunitaire élevée des cytokines, un changement significatif dans la diversité et la composition du virome, et un élargissement de l’espace du ligament parodontal. Les deux derniers résultats n’avaient jamais été rapportés auparavant dans les modèles de parodontite. Des changements dans l’espace du ligament parodontal sont observés sur des sites éloignés du site d’initiation de la polyinfection, indiquant que le rayon d’effet polymicrobien s’étend au-delà des zones de perte osseuse et du site d’infection initiale et est bien plus large que ce que l’on pensait auparavant. Des associations ont été trouvées entre la perte osseuse, des espèces virales et bactériennes spécifiques, des gènes impliqués dans la réponse immune et des changements volumétriques du ligament parodontal. Ces résultats peuvent avoir des implications importantes pour la pathogenèse de la parodontite et les propriétés biomécaniques du parodonte. Ce nouveau modèle murin polymicrobien de parodontite chez des souris de souche génétique commune est un nouvel outil pour évaluer les caractéristiques de la parodontite.
H.R. : La parodontite n’est plus considérée comme une infection déclenchée par quelques bactéries pathogènes, mais plutôt comme une maladie associée au microbiote. Pouvez-vous expliquer le changement de paradigme et sa pertinence clinique ?
Y.K. : Le changement de paradigme découle de nos progrès récents dans le séquençage du microbiome oral et de notre compréhension de son importance et de sa relation étroite avec la réponse de l’hôte. Cette nouvelle compréhension est cliniquement importante car elle ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de nouvelles approches de diagnostic, de prévention et de traitement qui ciblent des éléments du monde microbien (bactérien, viral, fongique) impliqués dans la dysbiose orale tout en modulant simultanément les réponses de l’hôte associées à la maladie ; cela afin d’améliorer potentiellement notre capacité à une plus grande personnalisation des approches thérapeutiques.
H.R. : Outre les effets classiques de la parodontite sur la perte osseuse, vous montrez des effets sur le ligament parodontal dans votre étude ; pourriez-vous nous en dire un peu plus ?
Y.K. : Oui, un autre principe classique du rôle étiologique de la plaque bactérienne dans la pathogenèse de la parodontite repose sur le concept d’un rayon d’effet ou d’un rayon d’action local ou proximal. Ce concept soutient que la plaque bactérienne ne peut induire une perte osseuse ou induire des effets destructeurs sur le parodonte que dans un rayon étroit de 1,5 à 2,5 mm, mais qu’au-delà de 2,5 mm, il n’y aurait plus aucun effet. Notre travail, qui montre un élargissement de l’espace ligamentaire parodontal dans tout le ligament et à une distance éloignée du site de la perte osseuse et du site initial de l’infection bactérienne, soutient un nouveau concept : le rayon d’effet médié par le microbiome sur le parodonte est beaucoup plus grand qu’on ne le pensait auparavant, et il affecte des aspects plus profonds de l’espace ligamentaire parodontal. Cette dernière découverte peut avoir des implications significatives pour la pathogenèse de la parodontite et les propriétés biomécaniques du parodonte.
En outre, le microbiote oral est connu pour entrer dans la circulation systémique et affecter d’autres organes ; cela peut inclure les tissus articulaires. Des associations entre la parodontite et l’arthrite chez l’homme et dans des modèles murins ont été rapportées. Pouvons-nous extrapoler les résultats de la présente étude, de sorte que les changements dans la largeur de l’espace ligamentaire parodontal médiés par des changements dans le virome/microbiome oral pourraient également être reflétés dans les articulations du corps ? La présente étude fournit un lien mécanistique biomécanique potentiel entre le microbiome oral et les altérations pathologiques des systèmes ligamentaires et articulaires sous-jacentes aux affections arthritiques, y compris les parodontites. Devrions-nous appeler cette caractéristique biomécanique « arthrite parodontale » ou « arthrite induite par le virome/microbiome oral » [2] ?
H.R. : Une découverte inattendue de cette étude est l’impact de la parodontite expérimentale sur le virome oral. Que pensez-vous des liens entre les différentes familles de micro-organismes au sein du microbiote parodontal ?
Y. K. : En effet, ce fut une révélation concernant les connexions inter-royaumes au sein du microbiote parodontal. Le dogme central de la pathogenèse des maladies parodontales repose sur le rôle étiologique des bactéries pathogènes qui entraînent une dysbiose bactérienne du microbiote oral.
Bien que les virus soient également présents dans la cavité buccale avec des différences observées entre les états de santé et de maladie, les connaissances sur leur relation avec les maladies parodontales sont limitées. Des études suggèrent que les virus, y compris le virus de l’herpès simplex-1,2, le virus Espstein-Barr et le cytomégalovirus, peuvent jouer un rôle important dans la parodontite. En outre, dans des études récentes, d’autres virus ont été associés à la parodontite ; cependant, une évaluation complète du virome oral en relation avec la parodontite à l’aide du séquençage à haut débit par la technique du shotgun n’avait pas été réalisée chez la souris et de façon très limitée chez l’homme. Pour ces raisons, nous avons évalué l’ensemble du microbiome oral dans notre modèle murin de parodontite et avons découvert que le virome présentait des changements significatifs dans la diversité et la charge totale, et plus que le bactériome. Cela suscite des questions : qu’est-ce qui initie vraiment la maladie parodontale : les bactéries (comme nous l’avons toujours supposé) ou des virus ? Travaillent-ils ensemble ? Les bactériophages* pourraient-ils altérer l’équilibre du microbiote oral ? Pourraient-ils être des médiateurs clés au sein de cette autoroute de communication avec l’hôte ? Comment l’hôte réagit-il à cette interaction complexe au sein du microbiote dans le contexte de la pathogenèse de la parodontite ?
H.R. : Merci beaucoup pour vos réponses et votre temps. En quelques mots, puisque nos lecteurs sont impatients, quelle est la suite de l’histoire ?
Y. K. : Cette étude a posé les bases d’un travail plus approfondi. Nous terminons des analyses supplémentaires avec ce modèle murin qui mettent en lumière les effets à distance de la dysbiose orale chez l’hôte. Nous partagerons donc bientôt nos dernières découvertes sur la capacité d’inverser la dysbiose microbienne orale associée à la parodontite en utilisant des approches telles que les probiotiques et les bactériocines**, tout en atténuant simultanément les manifestations systémiques de la parodontite expérimentale au niveau des organes distants.n
Le virome oral, un nouveau mécanisme pathogénique des maladies parodontales et des arthropathies. Le microbiote oral pénètre dans la circulation systémique et peut affecter les articulations à distance comme il affecte le ligament parodontal.
Points clés
– La parodontite polymicrobienne chez la souris induit une perte osseuse importante, une réponse anticorps élevée et une augmentation des cytokines pro-inflammatoires circulantes.
– Un élargissement de l’espace ligamentaire parodontal est observé à distance du site d’initiation de la maladie, montrant un rayon d’effet élargi de la parodontite.
– Des associations ont été trouvées entre la perte osseuse et certaines espèces bactériennes et virales spécifiques.
– Toutes ces nouvelles données offrent des perspectives pour le développement de nouvelles approches cliniques de diagnostic, de prévention et de traitements spécifiques.
*Un bactériophage est un type de virus qui infecte les bactéries. Le terme « bactériophage » signifie littéralement « mangeur de bactéries », car les bactériophages détruisent leurs cellules hôtes.
** Les bactériocines sont des toxines protéiques ou peptidiques produites par des bactéries pour inhiber la croissance de souches bactériennes similaires ou étroitement apparentées.
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