LE BIOFILM DENTAIRE

LE BIOFILM DENTAIRE

1. Définition du biofilm :
   • Selon LOE en 1963 :

C’est un dépôt mou non calcifié bactérien qui se forme sur les dents insuffisamment nettoyées.

• Selon LINDHE en 1983 :

C’est un matériau blanc, mou, constituer d’agrégats bactériens, de leucocytes et de cellules épithéliales desquamées qui se développent à la surface des dents ou d’autres structures buccales solides

• Selon AOULLAY et al. en 2000 :

Le biofilm dentaire, ou plaque bactérienne, est un agrégat mou et blanchâtre qui se dépose en quelques heures sur les surfaces dentaires (naturelles, obturées ou prothétiques) et gingivales, en l’absence d’un brossage efficace.

Ce dépôt bactérien apparaît généralement à l’éruption des dents, ce qui facilite la fixation des microorganismes, et se niche surtout dans les régions inaccessibles au brossage telles que les sillons dentaires, les zones inter-dentaires et les espaces gingivo-dentaires.

2. Différents types de Dépôts dentaires :

1. Les débris alimentaires :

La plupart des débris alimentaires sont liquéfiés par les enzymes bactériens et disparaissent rapidement ; mais une certaine quantité reste sur les surfaces dentaires et sur les muqueuses. les débris alimentaires sont faciles à éliminer avec un simple jet d’eau ou avec la brosse a dent

2. La Matéria alba :

C’est un dépôt mou et collant, de couleur blanc grisâtre ou jaune, qui se dépose sur les surfaces dentaires, les restaurations, le tartre et les gencives.

Elle est formée d’une concentration de micro-organismes, de cellules épithéliales desquamées, de leucocytes, ainsi que d’un mélange de protéines salivaires et de lipides.

c- Dépôts durs :

1- Tartre :

Le tartre est une substance dure qui adhère aux surfaces dentaires. Il apparait lorsque la

plaque dentaire, abondante, s’est minéralisée, c’est-à-dire qu’elle a été calcifiée par des phosphates de calcium d’origine salivaire

On distingue 2 localisations essentielles pour le tartre (7):

• Le tartre supra-gingival :

Se trouve au-dessus de la marge gingivale, sur la partie visible de la dent. Les minéraux qui le composent sont d’origine salivaire. En effet, il se développe en regard des orifices des canaux excréteurs des glandes salivaires sublinguales, submandibulaires ou parotides.

On le retrouvera ainsi sur la face linguale des incisives mandibulaires et sur la face vestibulaire des molaires supérieures. Ce tartre est de couleur plutôt claire, de crème à jaune, parfois noirci par la nicotine, et par d’autres colorants exogènes.

• Le tartre sous-gingival :

Il se développe à partir d’éléments sériques et hémorragiques du fluide gingival, ce qui lui confère, avec la présence de bactéries anaérobies pigmentées en noir, une couleur brune.

On observera des variations individuelles qualitatives et quantitatives du tartre. (9)(7)

2. Dépôts ferriques:

La coloration noire due aux bactéries chromogènes est une coloration dentaire extrinsèque.

Cette coloration noire exogène ou « Black Stains » se présente sous la forme d’un liseré d’un millimètre qui suit le feston gingival des dents.

Elle peut aussi se présenter sous forme de points sombres (noir ou marron) au niveau du tiers cervical de la couronne, aussi bien sur les faces vestibulaires, linguales ou palatines, que les faces proximales ainsi qu’au niveau des sillons occlusaux. La faible épaisseur de ce dépôt n’est pas visible à l’œil nu.

3. Formation du biofilm dentaire :
   1. Formation de la pellicule acquise exogène :

Immédiatement après son éruption dans le milieu buccal, la dent est recouverte d’une fine pellicule organique et naturelle. Cette pellicule amelaire est aussi appelée ≪pellicule exogène acquise ≫ ou PEA.

Elle se définit comme un ensemble de protéines et autres macromolécules présentes sur l’email et provenant de la salive ou du fluide creviculaire.

Une pellicule exogène acquise formée en deux heures contient environ 1g de protéines (21) et compte 130 protéines différentes (22)

A cette composante protéique s’ajoute une quantité indéfinie d’hydrates de carbone. On dénombre environ 50% de glucose et 50% de galactose.

On y retrouve aussi des traces de mannose, fucose, glucosamine et galactosamine. Les lipides constituent 22 à 23% de la PEA ; et ont en effet la capacité de retarder la pénétration de l’acide lactique vers l’email. Ils protègent donc l’email.

Les phospholipides, par leurs interactions avec les mucines (MG1) salivaires, confèrent une résistance accrue à la PEA face aux attaques acides

La PEA se dépose à la surface de l’email grâce à des liaisons chimiques entre les protéines salivaires et l’hydroxyapatite amelaire. Les protéines salivaires interagissent aussi en établissant des liaisons croisées entre elles.

2. Phase de transfert :

L’étape préliminaire de l’adhésion bactérienne est constituée par le positionnement de la bactérie à l’interface liquide/solide. Ce transport initial des bactéries vers les surfaces à coloniser peut se produire par le jeu des mouvements browniens, par la sédimentation des bactéries, par le flux de la salive, ou encore par l’intermédiaire du mouvement actif de certains microorganismes.

3.  La phase d’adhésion initiale (l’installation des bactéries pionnière) :

La colonisation de la pellicule est progressive. La première étape se déroule en 4- 5h après nettoyage, c’est la fixation de bactéries dites « pionnières », essentiellement des Streptocoques et des Actinomycètes. Dans un premier temps, ils se fixent grâce à des forces

électrostatiques faibles (forces de Van der Waals par exemple) et réversibles. Ensuite, par des interactions moléculaires spécifiques irréversibles, mettant en jeu les adhésines de la membrane bactérienne et les récepteurs glycoprotéiques de la PAE

• Phase réversible :

Les bactéries et la surface dentaire portent une charge électrique négative, elles tendent donc à se repousser électrostatiquement. Cependant, ces cellules sont aussi sous l’influence de forces électrodynamiques ou forces de Van der Waals, qui sont des forces attractives résultant de la structure cristalline de l’émail. Ainsi , la résultante de ces deux forces opposées va maintenir les bactéries à une certaine distance de la dent ce qui a pour effet de créer une aire fragile

d’attraction qui facilite l’adhésion réversible.

• Phase irréversible :

Les interactions deviennent irréversibles dès lors qu’interviennent les adhésines sur les surfaces cellulaires, auxquelles s’ajoutent les interactions à courte portée Les interactions à courte portée font intervenir des liaisons covalentes, ioniques, ou des ponts à hydrogène.

Les fimbriae, le glycocalyx et l’acide lipotéichoïque jouent le rôle de médiateurs bactériens de l’adhérence car ils favorisent les interactions ligand-récepteur.

Les lectines représentent une des différentes catégories d’adhésines bactériennes souvent rencontrées, elles se fixent de façon spécifique à un récepteur saccharidique. D’autres adhésines peuvent se lier à des récepteurs protéiques.

Une autre forme d’interaction spécifique est celle de l’enzyme-substrat, pour laquelle l’adhésine joue le rôle d’enzyme. Elle va permettre la synthèse de polymères qui vont favoriser le maintien de la cellule sur la dent.

En conclusion, ces différentes interactions vont contribuer au tropisme d’un organisme avec un habitat particulier.

4.  Adhérence et colonisation bactérienne :

Une fois que les bactéries pionnières ont adhéré à la pellicule acquise exogène, deux

phénomènes concomitants vont intervenir : la division cellulaire et l’adhésion de nouvelles bactéries à partir de la phase planctonique.

Ceci conduit à la formation de microcolonies étendues sur la dent

Ensuite, les bactéries colonisatrices primaires adhérant à la pellicule acquise exogène, par le phénomène de coagrégation, vont permettre l’adhésion d’autres microorganismes sur elle- même.

Parmi les bactéries du biofilm dentaire, certaines y tiennent un rôle prépondérant. C’est le cas de Fusobacterium nucleatum qui joue le rôle de pont entre les bactéries colonisatrices du début de la formation du biofilm et celles qui adhèrent plus tardivement.

5. La maturation du biofilm

La colonisation bactérienne augmente le degré de complexité du biofilm et aboutit à

l’établissement d’un biofilm dentaire mature. On parle aussi de l’état d’« apogée de la communauté » ; qui se définie comme une communauté microbienne complexe et stable, qui s’est développée, et qui est le résultat final d’un processus de successions bactériennes

Pour atteindre ce stade, il doit y avoir un équilibre entre la déposition, la croissance et l’élimination des bactéries.

De plus, certaines bactéries ont la capacité de se détacher du biofilm dentaire pour retourner à l’état planctonique dans la salive, ce qui facilite la colonisation de sites nouveau

Lindhe a noté la présence de bactéries mortes ou lysées au sein du biofilm mature, qui peuvent alors fournir des nutriments supplémentaires aux bactéries voisines encore vivantes.

4. La composition du biofilm dentaire :
   1. Composition bactérienne :

• Le biofilm supra gingival :

De 0 à 2 jours :	Multiplication de micro-organismes primitivement adhérents. 45% cocci G+ : streptocoque25% bâtonnet G+ : anaérobies facultatives ou obligatoire (actinomyces)20% cocci G-.5% bâtonnets G-.
3 à 4 jours	Prolifération des fusiformes et des bactéries filamenteuses.
5 à 9 jours	Apparition des spirilles et des spirochètes (flore complexe).
9 à 14 jours	Vers le 14ème jour La plaque devient mature. Elle est composée de :50 % de gram positif ; 30% de gram négatif ; 8% de fusiformes ; 8% de filaments ;2% de vibrions ; 2% de spirochètes.

Coques Gram + Surtout	Streptocoques sanguis Streptocoques mitis Streptocoques mutans	Staphylocoques epidermidis Peptostreptocoques ( anaérobies )
Bacilles Gram +	Actinomyces viscosus Bacterionema matruchotii	Rothia dentocariosa Arachnia
Coques Gram –	Branhamella (ex Neisseria)	Veillonella (anaérobie)
Bacilles Gram –	Bacteroides melaninogenicus (oralis)Capnocytophaga (ex. B. Ochraceus)Spirochètes (quelques-uns prèsdu sulcus)	Corrodens Fusobacterium Leptotrichia Selenomonas Wolinella recta

• Le biofilm sous gingival :

La composition bactérienne du biofilm sous gingival diffère de celle de la plaque sus- gingivale adjacente, cela est due au :

• L’accès limité à la poche, ce qui favorise le développement des anaérobies.
• Les nutriments provenant de l’exsudat gingival sont aisément utilisables.
• Le décollement des microorganismes est limité en raison de la présence des tissus gingivaux protecteurs qui permet la survie d’organismes dépourvus de mécanismes spéciaux

d’adhérence.

Coques Gram +	Streptocoques sanguis Streptocoques mitis Enterocoque (Strepto D)	Peptostreptocoques ( anaérobies)Staphylocoques epidermidis
Coques Gram –	Branhamella	Veillonella
Bacilles Gram +	Rothia dentocariosa Actinomyces viscosus Bacterionema matruchotii Actinomyces israeli	Actinomyces naeslundi ArachniaLeptotrichia Propionibacterium acnes
Bacilles Gram –	Bacteroides melaninogenicus oralis	FusobacteriumSelenomonas Wolinella recta
Spirochètes	Tréponèmes dentaire Microdentium	macrodentium Borrelia vincenti

2. La matrice intermicrobienne :
   1. Les glucides :

• Polysaccharides extra-cellulaires :

PSEC insolubles (glycanes insolubles) constituent une large part la matrice inter bactérienne. Ils adhèrent à la surface de la dent et participent à l’agrégation inter bactérienne.

Les PSEC solubles (glycanes solubles) réserve glucidique extra-cellulaire Fructanes : homopolymères de fructoses qui servent de réserve énergétique extra-cellulaire.

• Polysaccharides intra-cellulaires type « glycogène » :

Qui représentent la principale réserve énergétique intracellulaire des bactéries.

• Polysaccharides de structure de nature complexe :

Souvent associés à des protéines ou à des peptides.

2. Les protéines :

La matrice inter-bactérienne est surtout constituée d’osides et de protéines qui constituent la majeure partie du matériel organique du biofilm. Une partie des protéines de la matrice est constituée de glycoprotéines salivaires altérées, probablement partiellement dégradées par les micro-organismes qui utilisent la partie glucidique ; d’autres protéines ont été identifiées comme étant des enzymes salivaires ou bactériens, on rencontre aussi des immunoglobulines, de l’albumine, de la lactoferrine , des lysosymes et des enzymes

3. Les lipides :

• Acides gras à 18 atomes de carbones : acides stéariques, linoléiques, linoléniques (traces) et un acide à 22 atomes de carbone : acide érucique
• Lipides complexes associés à des peptides : phospholipides. Ils contiennent du glycérol et des phosphates. Ils proviennent de la lyse bactérienne

3. Les produits inorganiques :

Les concentrations de calcium, de phosphore, de potassium, de magnésium et de fluorure sont plus importantes dans le biofilm dentaire que dans la salive, on trouve des traces d’oligo- éléments tels que : le zinc, le fer, le cuivre, le plomb, le lithium, Ag, Co, Cu, F, Fe, Mg, Pb, Sn et qui sont des cofacteurs de nombreuses réactions enzymatiques.

5. Polymorphisme et spécificité du biofilm dentaire :

Certaines bactéries possèdent des propriétés biochimiques importantes pour la pathogénèse des maladies parodontales .Elles sont capables de co-agrégation, c’est-à-dire qu’elles forment avec une ou plusieurs espèces de bactéries des agrégats hétérogènes dénommés complexes ou clusters (Socransky et al.1998-1999).Un équilibre écologique stable s’établit au fur et à mesure dans ces complexes et parmi les bactéries impliquées on différencie les complexes très pathogènes et les complexes peu pathogènes.

• Aggregatibacter actinomycetemcomitans sérotype b: forme un complexe à lui seul.
• Le complexe jaune : formé de Streptococcus spp.
• Le complexe vert : Capnocytophaga spp., AAC sérotype a, Ec et Cc.
• Le complexe violet : Veillonella parvula et Actinomyces odontolyticus.
• Le complexe orange : Cg, Cr, Cs, En, Pi, Pn, Pm, et les sous-espèces de Fn.
• Le complexe rouge : Pg, Tf et Td

Certaines bactéries pourraient sécréter des facteurs de croissance pour les autres. De plus, des associations inter-complexes existent, le complexe orange étant fortement lié au complexe rouge, et les complexes jaune et vert étant eux aussi en relation.

6. Facteurs favorisant l’accumulation du biofilm :
   1. Facteurs naturels de rétention du biofilm :

• Tartre, supra et sous gingival.

• La jonction émail cément, les projections d’émail.

• L’entrée de furcations, les retraits.

• Les fissures et les fossettes dentaires.

• Les caries radiculaires ou de collets.

• Les encombrements, les malpositions.

• Les amélomes et perles

• Adamantines radiculaires

• La respiration buccale

2. Facteurs iatrogènes favorisant la rétention du biofilm :

• Les obturations et les couronnes qui sont macroscopiquement et cliniquement optimales présentent toutes sans exception des marges au niveau microscopique. Ces dernières

représentent toujours sur le plan sous gingival des facteurs d’irritation pour le parodonte marginal.

• Restaurations débordantes.
• Des irritations iatrogènes grossières, comme les crochets ou les selles de prothèses amovibles.

7. Transformation du biofilm en tartre :

Le tartre est défini comme étant le produit de la minéralisation du biofilm produisant des cristaux de différents phosphates de calcium. Le tartre dentaire est principalement composé de minéral, de composants organiques et inorganiques. Les phospholipides représentent 10 % des lipides

totaux avec des phosphatidylethanolamines et des phosphatidylinositols. Ces derniers jouent un rôle important dans la minéralisation de la plaque dentaire. Ils proviennent à la fois de la salive et des constituants membranaires des bactéries

8. Facteurs de virulence du biofilm dentaire :

→ Action des enzymes : pouvoir enzymatique

La 1^er action de ces enzymes, s’exerce sur l’épithélium gingival en coupant les joints inter-cellulaires avec élargissement des espaces inter-cellulaires ⇒ brèche épithéliale .

→ Toxines, pouvoir toxique : jouent un rôle secondaire

• Les exotoxines : les B ne synthétisent pas de vraies toxines, mais des enzymes spécifiques qui peuvent jouer un rôle important dans le processus infectieux .

l’Aac et capnocytophaga peuvent produire des Leucotoxines qui sont capable d’interférer avec la vitalité, le chimiotactisme et la phagocytose des neutrophiles.

Un grand nombre de B lysent les globules rouges partiellement ou totalement grâce aux Hémolysines.

• Les endotoxines : des molécules complexes se trouvant dans la paroi B des germes G^–, les plus connus sont : Lipopolysaccharides , Acides lipoteichoique .

Ces endotoxines sont capables de pénétrer dans le tissu conjonctif parodontal et le cément pouvant provoquer :

• Une libération d’héparine, d’histamine à partir des mastocytes
• Stimulation de la résorption par les ostéoclastes
• Peuvent dégrader le complément.

→ Les antigènes, pouvoir antigénique : la plupart des substances antigéniques B se trouvent au niveau des lipides formant la paroi B, la membrane cytoplasmique et les flagelles,

on citera comme exemple : Acide Lipoteichoique, Acide teichoique, Lipopolysaccharides, Lipoprotéines et Flagelline.

Les Ag peuvent provoquer une réaction immunitaire avec production d’Ac, ces Ag vont stimuler la production de lymphokines par les lymphocytes.

→ Les produits du métabolisme Bactérien : la Plaque Bactérienne empreinte 2 voies métaboliques, la dégradation des glucides et la dégradation des protéines.

– Les acides issus de la glycolyse sont capable de déminéraliser les tissus durs ce qui entraîne la formation de caries dentaires.

• Si l’activité protéolytique domine, on constate une élévation du pH, donc il y aura accumulation d’ammoniaque et d’hydrogène sulfuré qui sont cytotoxiques et d’amines favorisant la formation du tartre à partir de sels salivaires.

→ L’invasion microbienne : les Bactérie pénètrent dans les tissus à travers l’épithélium de la poche et à travers l’épithélium kératinisée.

Ces Bactéries sont retrouvée dans le chorion, souvent groupées en amas et même à l’intérieur des cellules d’ou l’intérêt d’instaurer une ATBtherapie en complément d’un ttt mécanique pour éliminer ces germes.

9. Particularisme de la pathogénicité bactérienne dans la maladie parodontale :
   1. Les relations entre les micro-organismes :

La coexistence au sein d’une même communauté (le biofilm dentaire) d’un si grand nombre de populations bactériennes (800 espèces) implique et explique que chaque cellule bactérienne entretient un réseau de relations avec ses voisines.

Plusieurs types de relations interbactériennes caractérisent le biofilm dentaire.

• Interactions adhésives
• Interactions nutritionnelles
• Synergisme et commensalisme bactérien
• Antagonisme bactérien
• Communications interbactériennes

2. La relation entre les micro-organismes et l’hôte : (L’opportunisme) :

Quand une pathologie est déclenchée par une bactérie pathogène opportuniste, il s’agit d’une rupture d’équilibre dans la relation entre l’hôte et une bactérie commensale.

Le passage au déséquilibre a pour effet de favoriser la prédominance d’une population bactérienne ; parce qu’elle profite de l’occasion, la bactérie est dite « opportuniste ».

Le déséquilibre peut survenir à la suite d’une diminution des défenses locales ou générales de l’hôte, donc par baisse de certains facteurs d’inhibition normalement actifs sur les bactéries ;

l’hôte offre un terrain fragilisé dont profitent une ou quelques espèces. Ce déséquilibre peut encore se produire par augmentation importante d’un apport nutritionnel exogène favorisant une espèce donnée dans sa compétition avec d’autres espèces au sein de l’écosystème.

Conclusion:

la plaque bactérienne est le facteur étiologique principal des maladies parodontales d’ordre inflammatoire, la compréhension de sa nature et des étapes de sa formation aide les thérapeutes à agir de façons efficace contre l’emergence et la prévention de ces maladies

LE BIOFILM DENTAIRE

  Une occlusion équilibrée est cruciale pour la santé bucco-dentaire à long terme.
Le contrôle de la plaque dentaire reste la clé de la prévention des parodontopathies.
L’utilisation correcte de la digue en caoutchouc améliore la qualité des soins endodontiques.
Une anamnèse détaillée permet d’éviter de nombreuses complications en chirurgie orale.
Les matériaux dentaires évoluent rapidement, nécessitant une veille technologique constante.
La gestion du stress pré-opératoire fait partie intégrante de la relation patient-praticien.
L’analyse céphalométrique reste un outil fondamental en orthodontie diagnostique.
 

LE BIOFILM DENTAIRE