AG
Ann Griffen
Author with expertise in Periodontal Diseases and Oral Microbiome
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
13
(62% Open Access)
Cited by:
4,422
h-index:
35
/
i10-index:
50
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Bacteria of Dental Caries in Primary and Permanent Teeth in Children and Young Adults

A. Jørn et al.Jan 24, 2008
ABSTRACT Although Streptococcus mutans has been implicated as a major etiological agent of dental caries, our cross-sectional preliminary study indicated that 10% of subjects with rampant caries in permanent teeth do not have detectable levels of S. mutans . Our aims were to use molecular methods to detect all bacterial species associated with caries in primary and permanent teeth and to determine the bacterial profiles associated with different disease states. Plaque was collected from 39 healthy controls and from intact enamel and white-spot lesions, dentin lesions, and deep-dentin lesions in each of 51 subjects with severe caries. 16S rRNA genes were PCR amplified, cloned, and sequenced to determine species identities. In a reverse-capture checkerboard assay, 243 samples were analyzed for 110 prevalent bacterial species. A sequencing analysis of 1,285 16S rRNA clones detected 197 bacterial species/phylotypes, of which 50% were not cultivable. Twenty-two new phylotypes were identified. PROC MIXED tests revealed health- and disease-associated species. In subjects with S. mutans , additional species, e.g., species of the genera Atopobium , Propionibacterium , and Lactobacillus , were present at significantly higher levels than those of S. mutans . Lactobacillus spp., Bifidobacterium dentium , and low-pH non- S. mutans streptococci were predominant in subjects with no detectable S. mutans . Actinomyces spp. and non- S. mutans streptococci were predominant in white-spot lesions, while known acid producers were found at their highest levels later in disease. Bacterial profiles change with disease states and differ between primary and secondary dentitions. Bacterial species other than S. mutans , e.g., species of the genera Veillonella , Lactobacillus , Bifidobacterium , and Propionibacterium , low-pH non- S. mutans streptococci, Actinomyces spp., and Atopobium spp., likely play important roles in caries progression.
0
Citation866
0
Save
0

Distinct and complex bacterial profiles in human periodontitis and health revealed by 16S pyrosequencing

Ann Griffen et al.Dec 15, 2011
Abstract Periodontitis has a polymicrobial etiology within the framework of a complex microbial ecosystem. With advances in sequencing technologies, comprehensive studies to elucidate bacterial community differences have recently become possible. We used 454 sequencing of 16S rRNA genes to compare subgingival bacterial communities from 29 periodontally healthy controls and 29 subjects with chronic periodontitis. Amplicons from both the V1-2 and V4 regions of the 16S gene were sequenced, yielding 1 393 579 sequences. They were identified by BLAST against a curated oral 16S database, and mapped to 16 phyla, 106 genera, and 596 species. 81% of sequences could be mapped to cultivated species. Differences between health- and periodontitis-associated bacterial communities were observed at all phylogenetic levels, and UniFrac and principal coordinates analysis showed distinct community profiles in health and disease. Community diversity was higher in disease, and 123 species were identified that were significantly more abundant in disease, and 53 in health. Spirochaetes, Synergistetes and Bacteroidetes were more abundant in disease, whereas the Proteobacteria were found at higher levels in healthy controls. Within the phylum Firmicutes, the class Bacilli was health-associated, whereas the Clostridia, Negativicutes and Erysipelotrichia were associated with disease. These results implicate a number of taxa that will be targets for future research. Some, such as Filifactor alocis and many Spirochetes were represented by a large fraction of sequences as compared with previously identified targets. Elucidation of these differences in community composition provides a basis for further understanding the pathogenesis of periodontitis.
0
Citation832
0
Save
0

Molecular Analysis of Bacterial Species Associated with Childhood Caries

Mitzi Becker et al.Mar 1, 2002
ABSTRACT Although substantial epidemiologic evidence links Streptococcus mutans to caries, the pathobiology of caries may involve more complex communities of bacterial species. Molecular methods for bacterial identification and enumeration now make it possible to more precisely study the microbiota associated with dental caries. The purpose of this study was to compare the bacteria found in early childhood caries (ECC) to those found in caries-free children by using molecular identification methods. Cloning and sequencing of bacterial 16S ribosomal DNAs from a healthy subject and a subject with ECC were used for identification of novel species or uncultivated phylotypes and species not previously associated with dental caries. Ten novel phylotypes were identified. A number of species or phylotypes that may play a role in health or disease were identified and warrant further investigation. In addition, quantitative measurements for 23 previously known bacterial species or species groups were obtained by a reverse capture checkerboard assay for 30 subjects with caries and 30 healthy controls. Significant differences were observed for nine species: S . sanguinis was associated with health and, in order of decreasing cell numbers, Actinomyces gerencseriae , Bifidobacterium , S . mutans , Veillonella , S . salivarius , S . constellatus , S . parasanguinis , and Lactobacillus fermentum were associated with caries. These data suggest that A . gerencseriae and other Actinomyces species may play an important role in caries initiation and that a novel Bifidobacterium may be a major pathogen in deep caries. Further investigation could lead to the identification of targets for biological interventions in the caries process and thereby contribute to improved prevention of and treatment for this significant public health problem.
0
Citation711
0
Save
0

Identification of Candidate Periodontal Pathogens and Beneficial Species by Quantitative 16S Clonal Analysis

Purnima Kumar et al.Aug 1, 2005
ABSTRACT Most studies of the bacterial etiology of periodontitis have used either culture-based or targeted DNA approaches, and so it is likely that pathogens remain undiscovered. The purpose of this study was to use culture-independent, quantitative analysis of biofilms associated with chronic periodontitis and periodontal health to identify pathogens and beneficial species. Samples from subjects with periodontitis and controls were analyzed using ribosomal 16S cloning and sequencing. Several genera, many of them uncultivated, were associated with periodontitis, the most numerous of which were gram positive, including Peptostreptococcus and Filifactor . The genera Megasphaera and Desulfobulbus were elevated in periodontitis, and the levels of several species or phylotypes of Campylobacter , Selenomonas , Deferribacteres , Dialister , Catonella , Tannerella , Streptococcus , Atopobium , Eubacterium , and Treponema were elevated in disease. Streptococcus and Veillonella spp. were found in high numbers in all samples and accounted for a significantly greater fraction of the microbial community in healthy subjects than in those with periodontitis. The microbial profile of periodontal health also included the less-abundant genera Campylobacter , Abiotrophia , Gemella , Capnocytophaga , and Neisseria . These newly identified candidates outnumbered Porphyromonas gingivalis and other species previously implicated as periodontopathogens, and it is not clear if newly identified and more numerous species may play a more important role in pathogenesis. Finally, more differences were found in the bacterial profile between subjects with periodontitis and healthy subjects than between deep and shallow sites within the same subject. This suggests that chronic periodontitis is the result of a global perturbation of the oral bacterial ecology rather than a disease-site specific microbial shift.
0
Citation461
0
Save
0

Beyond Streptococcus mutans: Dental Caries Onset Linked to Multiple Species by 16S rRNA Community Analysis

Erin Gross et al.Oct 16, 2012
Dental caries in very young children may be severe, result in serious infection, and require general anesthesia for treatment. Dental caries results from a shift within the biofilm community specific to the tooth surface, and acidogenic species are responsible for caries. Streptococcus mutans, the most common acid producer in caries, is not always present and occurs as part of a complex microbial community. Understanding the degree to which multiple acidogenic species provide functional redundancy and resilience to caries-associated communities will be important for developing biologic interventions. In addition, microbial community interactions in health and caries pathogenesis are not well understood. The purpose of this study was to investigate bacterial community profiles associated with the onset of caries in the primary dentition. In a combination cross-sectional and longitudinal design, bacterial community profiles at progressive stages of caries and over time were examined and compared to those of health. 16S rRNA gene sequencing was used for bacterial community analysis. Streptococcus mutans was the dominant species in many, but not all, subjects with caries. Elevated levels of S. salivarius, S. sobrinus, and S. parasanguinis were also associated with caries, especially in subjects with no or low levels of S. mutans, suggesting these species are alternative pathogens, and that multiple species may need to be targeted for interventions. Veillonella, which metabolizes lactate, was associated with caries and was highly correlated with total acid producing species. Among children without previous history of caries, Veillonella, but not S. mutans or other acid-producing species, predicted future caries. Bacterial community diversity was reduced in caries as compared to health, as many species appeared to occur at lower levels or be lost as caries advanced, including the Streptococcus mitis group, Neisseria, and Streptococcus sanguinis. This may have implications for bacterial community resilience and the restoration of oral health.
0
Citation450
0
Save
0

Bacterial 16S Sequence Analysis of Severe Caries in Young Permanent Teeth

Erin Gross et al.Sep 9, 2010
ABSTRACT Previous studies have confirmed the association of the acid producers Streptococcus mutans and Lactobacillus spp. with childhood caries, but they also suggested these microorganisms are not sufficient to explain all cases of caries. In addition, health-associated bacterial community profiles are not well understood, including the importance of base production and acid catabolism in pH homeostasis. The bacterial community composition in health and in severe caries of the young permanent dentition was compared using Sanger sequencing of the ribosomal 16S rRNA genes. Lactobacillus species were dominant in severe caries, and levels rose significantly as caries progressed from initial to deep lesions. S. mutans was often observed at high levels in the early stages of caries but also in some healthy subjects and was not statistically significantly associated with caries progression in the overall model. Lactobacillus or S. mutans was found either at low levels or not present in several samples. Other potential acid producers observed at high levels in these subjects included strains of Selenomonas , Neisseria , and Streptococcus mitis. Propionibacterium FMA5 was significantly associated with caries progression but was not found at high levels. An overall loss of community diversity occurred as caries progressed, and species that significantly decreased included the Streptococcus mitis - S. pneumoniae-S. infantis group, Corynebacterium matruchotii , Streptococcus gordonii , Streptococcus cristatus , Capnocytophaga gingivalis , Eubacterium IR009, Campylobacter rectus , and Lachnospiraceae sp. C1. The relationship of acid-base metabolism to 16S rRNA gene-based species assignments appears to be complex, and metagenomic approaches that would allow functional profiling of entire genomes will be helpful in elucidating the microbial pathogenesis of caries.
0
Citation322
0
Save
0

Fungi and bacteria occupy distinct spatial niches within carious dentin

Rosalyn Sulyanto et al.May 28, 2024
The role of bacteria in the etiology of dental caries is long established, while the role of fungi has only recently gained more attention. The microbial invasion of dentin in advanced caries especially merits additional research. We evaluated the fungal and bacterial community composition and spatial distribution within carious dentin. Amplicon 16S rRNA gene sequencing together with quantitative PCR was used to profile bacterial and fungal species in caries-free children (n = 43) and 4 stages of caries progression from children with severe early childhood caries (n = 32). Additionally, healthy (n = 10) and carious (n = 10) primary teeth were decalcified, sectioned, and stained with Grocott’s methenamine silver, periodic acid Schiff (PAS) and calcofluor white (CW) for fungi. Immunolocalization was also performed using antibodies against fungal β-D-glucan, gram-positive bacterial lipoteichoic acid, gram-negative endotoxin, Streptococcus mutans , and Candida albicans . We also performed field emission scanning electron microscopy (FESEM) to visualize fungi and bacteria within carious dentinal tubules. Bacterial communities observed included a high abundance of S . mutans and the Veillonella parvula group, as expected. There was a higher ratio of fungi to bacteria in dentin-involved lesions compared to less severe lesions with frequent preponderance of C . albicans , C . dubliniensis , and in one case C . tropicalis . Grocott’s silver, PAS, CW and immunohistochemistry (IHC) demonstrated the presence of fungi within carious dentinal tubules. Multiplex IHC revealed that fungi, gram-negative, and gram-positive bacteria primarily occupied separate dentinal tubules, with rare instances of colocalization. Similar findings were observed with multiplex immunofluorescence using anti- S . mutans and anti- C . albicans antibodies. Electron microscopy showed monomorphic bacterial and fungal biofilms within distinct dentin tubules. We demonstrate a previously unrecognized phenomenon in which fungi and bacteria occupy distinct spatial niches within carious dentin and seldom co-colonize. The potential significance of this phenomenon in caries progression warrants further exploration.
0
Citation2
0
Save
0

Acquisition of Oral Microbiota is Driven by Environment, Not Host Genetics

Chiranjit Mukherjee et al.Jan 7, 2020
The human oral microbiota is acquired early in an organized pattern, but the factors driving this acquisition are not well understood. Microbial 'heritability' could have far-reaching consequences for health, yet no studies have specifically examined the fidelity with which the oral microbiota are passed from parents to offspring. Some previous studies comparing monozygotic (MZ) and dizygotic (DZ) twins had suggested that host genetics has a role in shaping oral microbial communities, and also identified so called 'heritable' taxa. However, these findings are likely to be confounded by shared environmental factors resulting from the well-established greater behavioral similarity among MZ twins. In addition, MZ and DZ twins share an equal portion of their parent's genome, and so this model is not informative for studying direct parent to offspring transmission. To specifically examine the contribution of genetics to the fidelity of transmission of bacteria from parents to offspring, we used a novel study design comparing fraction of shared species and strains between our genetically related group consisting of children and their biological mothers, with that of children and their adoptive mothers, constituting our genetically unrelated group. Fifty-five biological and 50 adoptive mother-child pairs were recruited along with 23 biological fathers and 16 siblings. Subjects were carefully selected to ensure the two groups were matched on child's age. Three distinct habitats within the oral cavity: the saliva/soft tissue surface, supragingival biofilm, and subgingival biofilm, were sampled to comprehensively profile the oral microbiome. Our recently developed strategy for subspecies level characterization of bacterial communities by targeted sequencing of the ribosomal 16-23S intergenic spacer region (ISR) was utilized in the present study to track strain sharing between subjects, in addition to 16S rRNA gene sequencing for species analysis. Results showed that oral bacterial community profiles of adoptive and biological mother-child pairs were equally similar, indicating no effect of host genetics on the fidelity of transmission. This was consistent at both species and strain level resolutions, and across all three habitats sampled. We also found that all children more closely resembled their own mother as compared to unrelated women, suggesting that contact and shared environment were the major factors shaping the oral microbiota. Individual analysis of the most abundant species also did not detect any effect of host genetics on strain sharing between mother and child. Mother-child strain similarity increased with the age of the child, ruling out early effects that are lost over time. No effect on the fidelity of mother-child strain sharing from vaginal birth or breast feeding was seen. Analysis of extended families showed that fathers and mothers were equally similar to their children. Cohabitating couples showed even greater strain similarity than mother-child pairs, further supporting the role of age, contact and shared environment as determinants of microbial similarity. Based on these findings we suggest that the genetic effects on oral microbial acquisition observed in twin studies are more likely the result of confounding environmental factors based on greater behavioral similarity among MZ twins. Our findings suggest that these host mechanisms are universal to humans, since no effect of genetic relatedness on fidelity of microbial transmission could be detected. Instead, our findings point toward contact and shared environment being the driving factors of microbial transmission, with a unique combination of these factors ultimately shaping a highly personalized human oral microbiome.
Load More