Do próchnicy zębów potrzebne są bakterie, ale także ich odpowiednia przestrzenna organizacja – to konkluzja z badania, w czasie którego udało się odtworzyć strukturę biofilmu tworzonego przez szczepy odpowiedzialne za powstanie ubytków w zębach.

Naukowcy z University of Pennsylvania School of Dental Medicine i Georgia Institute of Technology zbadali bakterie w ich naturalnym środowisku, tworząc trójwymiarowy obraz struktury, jaką tworzą. Z zaskoczeniem stwierdzono, że najgroźniejsze dla szkliwa bakterie, czyli S. mutans, w płytce nazębnej najczęściej pojawiają się w szczególny sposób: tworząc rdzeń struktury wyglądającej niczym rotunda. Rdzeń ten otaczają inne bakterie komensalne, takie jak S. oralis, tworząc zewnętrzne warstwy, które precyzyjnie ułożyły się w strukturę przypominającą koronę lub aureolę.

Zespół badawczy postanowił odtworzyć w laboratorium tę naturalną formację zaobserwowaną na płytce nazębnej, wykorzystując do tego powierzchnię przypominającą szkliwo, szczepy S. mutans i S. oralis oraz roztwór cukru. Udało się i bakterie z powodzeniem wytworzyły opisaną konstrukcję w kształcie rotundy.

Kiedy naukowcy zbadali demineralizację szkliwa, okazało się, że obszary z największym jej nasileniem doskonale pasowały do rejonów, w których stwierdzono obecność rotund bateryjnych i związanych z nimi dużych ilości kwasów. Obszary te odzwierciedlają to, co widzą dentyści, kiedy znajdują próchnicę, a mianowicie oddzielone od siebie rejony odwapnienia – białe plamy na szkliwie.

Tworzenie konstrukcji z charakterystyczną aureolą zapewnia bakteriom próchnicy idealne warunki rozwoju i wyjaśnia, dlaczego nie są one całkowicie wrażliwe na działanie leków: kiedy struktury rotund były nienaruszone, bakterie S. mutans w rdzeniu wewnętrznym w dużej mierze unikały śmierci z powodu leczenia przeciwdrobnoustrojowego. Aby zastosowane leki były skuteczne i niszczyły bakterie próchnicy, konieczne jest najpierw rozbicie rotundowego rusztowania ochronnego.