Ziel: Probiotika könnten zur Vorbeugung und Therapie von Karies eingesetzt werden. Ziel war es, Eigenschaften, die für die Kariesprävention relevant sein könnten (Arginin-Deiminase-System (ADS)-Aktivität, Kariogenität, Adhäsion), bei unterschiedlichen probiotischen Bakterienstämmen zu evaluieren. Methoden: Sechs probiotische Laktobazillen (Lactobacillus acidophilus LA-5, Lactobacillus paracasei F-19, Lactobacillus rhamnosus GG und LB 21, Lactobacillus reuteri DSM 17928 und PTA 5289), zwei Streptokokken (Streptococcus sanguinis, Streptococcus oligofermentans) und ein Bifidobakterium-Stamm (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis BB-12) wurden ausgewählt. Die ADS-Aktivität wurde durch Messen der produzierten L-Citrullin-Menge nach Inkubation der Bakterienstämme mit Galaktose und Arginin bestimmt. Die Kariogenität wurde mittels eines Fermentationstests mit Saccharose in Mikrotiterplatten durch pH-Wert-Bestimmung bewertet. Die Adhäsionseigenschaften wurden bestimmt, indem die Menge adhärierter Bakterien an mit Speichel überzogenem Hydroxylapatit gemessen wurde. Streptococcus mutans ATCC 25175 wurde als positive Kontrolle für die Adhäsion und Fermentation verwendet. Unterschiede zwischen den Stämmen wurden mittels ANOVA und post-hoc Tukey´s HSD-Test evaluiert. Ergebnisse: Die evaluierten Parameter variierten stark zwischen den verschiedenen Bakterienstämmen. Lactobacillus reuteri PTA 5289 hatte eine signifikant höhere ADS-Aktivität als alle anderen Gruppen, gefolgt von Streptococcus oligofermentans (p<0,05/HSD). Beide zeigten außerdem nach Inkubation mit Saccharose keinen pH-Abfall. Im Fermentationstest fiel der pH-Wert bei Lactobacillus rhamnosus LGG und Lactobacillus paracasei F-19 unter einen kritischen Wert von 5,2. Streptococcus oligofermentans zeigte die signifikant höchste Adhäsionskapazität aller getesteten Stämme. Die Adhäsion aller Laktobazillus- und Bifidobakterien-Stämme war signifikant niedriger im Vergleich zu den Streptokokkus-Stämmen (p<0,05). Schlussfolgerung: Streptococcus oligofermentans und Lactobacillus reuteri PTA 5289 weisen vielversprechende Eigenschaften für die Kariesprävention auf. In weiteren Studien sollte der Einfluss dieser Stämme auf kariogene Biofilme und die Demineralisation von Zahnhartsubstanz näher untersucht werden.
Objectives: Probiotics can be used for prevention and treatment of caries. The aim was to evaluate characteristics which are relevant for the prevention of caries (arginine-deiminase-system (ADS)-activity, cariogenicity, adhesion) from different probiotic strains. Methods: Six lactobacilli (Lactobacillus acidophilus LA-5, Lactobacillus paracasei F-19, Lactobacillus rhamnosus GG und LB 21, Lactobacillus reuteri DSM 17928 und PTA 5289), two streptococci (Streptococcus sanguinis, Streptococcus oligofermentans) and one bifidobacterium strain (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis BB-12) were selected. The ADS-activity was assessed by measuring the production of L-Citrullin after incubation of the bacterial strains in the presence of galactose and arginine. Cariogenicity was evaluated using a fermentation assay with saccharose in microtiter plates with a pH value determination. The adherence characteristics were determined by measuring the amount of bacteria adhered to saliva coated hydroxyapatite. Streptococcus mutans strain ATCC 25175 was used as the positive control for bacterial adhesion and fermentation. Differences between the strains were evaluated using ANOVA and post-hoc Tukey´s HSD test. Results: The evaluated parameters varied widely between the different bacterial strains. Lactobacillus reuteri PTA 5289 had a significantly higher ADS-activity than all other groups, followed by Streptococcus oligofermentans (p<0,05/HSD). Furthermore, both showed no pH drop after incubation with saccharose. In the fermentation assays with Lactobacillus rhamnosus LGG and Lactobacillus paracasei F-19 pH dropped under a critical value of 5.2. Streptococcus oligofermentans showed the significantly highest adhesion capacity of all the tested strains. The adhesion of all lactobacilli and the bifidobacterium strains was lower in comparison to the streptococci strains (p<0,05) Conclusion: Streptococcus oligofermentans and Lactobacillus reuteri PTA 5289 have promising characteristics for the prevention of caries. Further studies should aim to investigate the influence of these strains on cariogenic biofilms and the demineralization of dental hard tissue.
