Halitose buccale

L'halitose ou, de façon plus commune, la mauvaise haleine, est un terme général utilisé dans le domaine dentaire afin de décrire une mauvaise odeur émanant de la cavité buccale. Affectant une grande proportion de la population, et possédant de nombreuses implications sociales, l’halitose demeure une condition à considérer dans la promotion de la santé et la prévention de certaines maladies. En effet, bien que les facteurs responsables de l’halitose soient d’origine buccale dans 80%

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à 90% des cas [382, 383], l'halitose peut être la manifestation de différents désordres systémiques importantes. Cette affection est causée par la production, dans la cavité buccale, de composés sulfurés volatils (CSVs), principalement le sulfure d'hydrogène (H2S), le méthyl mercaptan (CH3SH) et le diméthylsulfate [384-388].

Les composés sulfurés volatils sont majoritairement produits par les espèces bactériennes Gram négatives anaérobies strictes présentes sur la surface dorsale de la langue, dont F. nucleatum, P. intermedia, P. gingivalis, T. denticola et Solobacterium moorei [389, 390]. Ces bactéries dégradent les substrats protéiques provenant de la salive, du fluide créviculaire, des cellules épithéliales buccales desquamées, des cellules sanguines, des débris alimentaires, avant de transformer les acides aminés contenant du soufre (cystéine et méthionine) en composés sulfurés volatils.

Les traitements actuels de l'halitose visent à contrôler le facteur microbien, et plus particulièrement à diminuer le nombre de microorganismes potentiellement nocifs au sein de la cavité buccale. Par conséquent, l'élimination mécanique par le brossage quotidien des dents et de la langue permet de diminuer la sévérité de l'halitose [391-394]. Conjointement, des produits de soins bucco-dentaires supplémentés avec des agents antimicrobiens (chlorhexidine, chlorure de cétylpyridinium, triclosan, huiles essentielles) ou des substances permettant la neutralisation des CSVs en composés non- odorants (dioxyde de chlore, sels de zinc) peuvent être utilisés [387, 391, 395-397]. Des recherches ont récemment démontré que les polyphénols du thé vert pourraient exercer de tels effets [397].

De nombreuses études ont démontré que le thé vert et, par conséquent, l'EGCG, pourrait représenter une alternative thérapeutique naturelle aux agents antimicrobiens chimiques couramment utilisés pour lutter contre la mauvaise haleine. Considérant le rôle des bactéries anaérobies parodontopathogènes dans la production des composés sulfurés volatils, les recherches tendent à démontrer que les polyphénols du thé vert peuvent réduire la mauvaise haleine en inhibant la croissance de ces dernières. De plus, les polyphénols du thé vert, dont l'EGCG, inhibent de nombreux facteurs de virulence des bactéries parodontopathogènes, également impliqués dans la production des CSVs [338, 397-399].

47 Effectivement, à titre d’exemple, l'enzyme L-cystéine désulfhydrase (CD), présente chez certaines bactéries, agit sur la L-cystéine afin de produire du pyruvate, de l'ammoniac, ainsi que du H2S, tandis que la L-méthionine-α-désamino-γ-mercaptométhane-lyase (METase), mène à la production de l'α- cétobutyrate, de l'ammoniac, ainsi que du méthyl mercaptan à partir de la L- méthionine [387, 400]. La bactérie P. gingivalis est connue pour produire une grande quantité de CH3SH à partir de la METase, codée par le gène mgl [387, 400]. L'EGCG possède la capacité d’inhiber, à des concentrations sous-inhibitrices, l'expression du gène mgl, et par conséquent, de diminuer la production du méthyl mercaptan (CH3SH) par P. gingivalis [387].

Il a récemment été démontré qu’un extrait de thé vert ainsi que l'EGCG inhibent la croissance de S. moorei, avec des valeurs de CMI respectives de 500 et 250 µg/ml [401]. Des analyses en microscopie électronique à transmission, de même qu’un test de perméabilisation ont révélé que la membrane de la cellule bactérienne était la cible principale des polyphénols du thé vert. En ce qui concerne les effets de ces polyphénols sur les propriétés de colonisation de S. moorei, il a été constaté que la formation du biofilm sur des surfaces prétraitées avec de l’EGCG est affectée de façon significative, et que ces derniers peuvent entraîner une désorption du biofilm préalablement formé par cette bactérie. En outre, il a également été démontré que l'extrait de thé vert et l'EGCG réduisent l'adhérence de S. moorei aux cellules épithéliales buccales. L'activité β-galactosidase de S. moorei, laquelle joue un rôle clé dans la production des CSVs, est de plus atténuée de façon dose-dépendante par les polyphénols du thé vert. Enfin, l’expression du gène de cette enzyme est inhibée par une concentration d’EGCG correspondant à ½ CMI.

L’utilisation du thé vert sous la forme d’un rince-bouche a montré un effet sur la quantité des CSVs présents [402]. Également, les effets des catéchines du thé vert sur le méthyl mercaptan, une source majeure dans l'halitose, ont été étudiés. Plus spécifiquement, une gomme à mâcher contenant des catéchines du thé diminue significativement la production de méthyl mercaptan dans la salive et par conséquent, cette dernière s’est avéré utile dans la réduction de la mauvaise haleine. L'activité déodorante diminue selon l'ordre suivante : EGCG > EGC > ECG > EC. L'EGCG serait, à cause de sa

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structure chimique, un agent permettant la neutralisation efficace des mauvaises odeurs via une réaction chimique avec le groupement thiol des CSVs [338, 387, 397-399].

Des essais in vitro ont également démontré qu'à différents pH, un extrait de thé vert a la capacité de diminuer significativement les quantités respectives de H2S et de CH3SH au niveau de la cavité buccale. Par conséquent, certains produits permettant de réduire la mauvaise haleine, tels que les gommes à mâcher et les aérosols buccaux contiennent des polyphénols du thé [403].

1.4.4.2 Carie dentaire

La carie dentaire est la maladie la plus répandue des tissus calcifiés des dents dans la population [404]. Il s'agit d'une maladie infectieuse d'origine multifactorielle, qui résulte d’un processus dynamique nécessitant un hôte sensible, une microflore cariogène ainsi qu'un substrat approprié qui doit être présent pour une durée de temps suffisante au sein de la cavité buccale [405-407]. L'étiologie de la carie dentaire a été associée à une dissolution acide des composants dentaires minéraux, l'acide étant produit par les bactéries buccales utilisant des glucides alimentaires en tant que substrat [408, 409]. Les principaux agents étiologiques incriminés dans cette pathologie sont principalement les streptocoques α-hémolytiques Streptococcus mutans et Streptococcus sobrinus. Les lactobacilles ainsi que les actinomycètes peuvent également être impliqués, mais à moindre degrés [354, 410-412].

Bien que certains produits alimentaires contribuent au développement et à la progression de la carie dentaire, d’autres aliments, dont le thé vert, sont considérés comme des agents anti-cariogènes. [412, 413]. Par conséquent, le thé a été étudié en détail pour son rôle protecteur dans les caries dentaires et sa capacité à influencer le processus de formation et l’évolution de ces dernières [404]. Les feuilles de thé sont riches en fluorure, ce dernier étant reconnu pour améliorer la santé dentaire et prévenir la formation des caries [414-417]. Cependant, les possibles avantages attribués au thé sur la santé dentaire ne sont pas limités au fluorure, mais impliquent également d'autres composantes du thé, dont les catéchines [338, 385, 414, 418-422]. Effectivement, les thés et plus spécifiquement le thé vert, contiennent une quantité importante de catéchines. Celles-ci représentent un sous-groupe de

49 flavonoïdes et sont soupçonnées d’être responsables des bienfaits pour la santé généralement attribués au thé [340, 404, 414, 420].

Il existe de nombreuses évidences permettant d’affirmer que les composants bioactifs présents dans le thé vert, et plus particulièrement les polyphénols, sont en mesure d'influencer le processus de formation de la carie dentaire à plusieurs niveaux. En effet, ces derniers peuvent inhiber la croissance de S. mutans et S. sobrinus, de même que la production d’acide par ces derniers. De plus, les polyphénols du thé peuvent interférer avec le processus d'adhésion des bactéries cariogènes à l'émail des dents et agir comme inhibiteurs de la glucosyltransférase, limitant ainsi la biosynthèse du glucane, et de l'amylase salivaire et bactérienne (métabolisme et activité enzymatique) [354, 414, 423-431]. Des études utilisant des modèles animaux ont démontré que les effets in vitro observés sont reproductibles dans un contexte in vivo et que le thé vert pourrait être utilisé dans la prévention de la carie dentaire [432, 433]

1.4.4.2.1. Action antibactérienne

Dans un premier temps, une étude utilisant un rince-bouche à base d'une infusion thé vert a pu établir un lien entre la diminution du nombre de bactéries cariogènes dans l’environnement buccal (Streptococcus spp. et Lactobacillus spp.) et l’utilisation de ce rince-bouche [411]. Plus spécifiquement, de nombreuses équipes de chercheurs ont démontré que le thé vert, et plus particulièrement l'EGC et l'EGCG, possèdent une forte activité antibactérienne et bactéricide contre les bactéries impliquées dans l'étiologie de la carie dentaire, S. mutans ainsi que S. sobrinus [404, 405, 426, 432, 434-436].

Il a été rapporté que l’activité antibactérienne de l'EGCG serait liée à une action sur la membrane cytoplasmique des bactéries [437]. D'autres études sont allées plus loin en affirmant que les altérations de la membrane cytoplasmique résultent de la génération de peroxyde d'hydrogène par l'EGCG à l'intérieur de la bicouche phospholipidique [438].

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1.4.4.2.2. Inhibition de la production acide par les bactéries cariogènes

Certains microorganismes, dont la bactérie S. mutans, produisent des acides, majoritairement l’acide lactique comme sous-produits de la fermentation des sucres présents dans l'alimentation, et plus spécifiquement le saccharose. Cette production d'acide entraîne la déminéralisation de l'émail menant aux lésions carieuses. Il a été démontré que le rinçage de la cavité buccale avec de l’EGCG, permet de réduire la quantité d’acide produite par les bactéries [424].

1.4.4.2.3. Inhibition du gène codant pour la glucosyl-transférase

Tel que mentionné précédemment, la formation de la plaque dentaire joue un rôle important dans le développement des caries. Les bactéries cariogènes, et plus particulièrement S. mutans, utilise le saccharose alimentaire afin de produire des polymères de glucanes (solubles ou insolubles ; monomères de glucose) à l’aide de l’enzyme glucosyltransférase (GTase) [354, 405, 414]. Ces polysaccharides insolubles (polymères insolubles de glucanes) contribuent à l'adhérence de bactéries aux surfaces dentaires [410], à la formation du biofilm ainsi qu’à la production d’énergie lorsque la disponibilité de glucides fermentescibles exogènes dans la cavité buccale est réduite [414]. L’EGCG à des concentrations sous-inhibitrices cause une inhibition chez la bactérie S. mutans de l’expression du gène gtf, le gène codant pour la glucosyltransférase, inhibant ainsi l’adhérence de la bactérie à la surface dentaire et la formation subséquente du biofilm [412, 414, 426-428, 431].

1.4.4.2.4. Inhibition de l'amylase salivaire et bactérienne

Les substrats utilisés par les bactéries cariogènes peuvent être disponibles directement, via le sucre ingéré à travers l'alimentation, ou être dérivé de l'amidon alimentaire suite à l’action d'amylases bactériennes et/ou salivaires [422]. Il a été rapporté dans la littérature que l’EGCG inhibe l’activité de l’amylase salivaire et bactérienne impliqués dans le métabolisme des glucides [405]. Par conséquent, l’EGCG réduit la libération du glucose et abaisse ainsi le potentiel cariogène de la nourriture contenant de l’amidon [341, 439, 440]. L’ajout de polyphénols du thé dans des friandises et dans des gommes à mâcher a démontré un effet inhibiteur sur la formation de plaque dentaire ainsi que sur le développement de la carie dentaire [385, 441].

51 1.4.4.3 Maladies parodontales

La maladie parodontale est une maladie inflammatoire d’origine infectieuse affectant, à long terme, les tissus entourant la dent et participant au soutien de cette dernière. Étant une maladie multifactorielle, les facteurs microbiologiques, immuno-inflammatoires et environnementaux participent à l’initiation et à la progression de cette condition pathologique. En effet, la présence de certaines bactéries anaérobies à Gram négatif au sein du biofilm dentaire sous gingival est considérée comme le facteur étiologique primaire de cette affection. Subséquemment, une réponse immunitaire exagérée de l’hôte vis-à-vis les bactéries pathogènes mène à la production de médiateurs inflammatoires (cytokines) activant diverses voies de dégradation tissulaire et osseuse (MMPs) par les cellules de l’hôte. Afin de contrôler efficacement l’initiation et la progression des maladies parodontales, les deux composantes étiologiques doivent être contrôlées [442].

Une vaste étude épidémiologique a révélé une association inverse entre la consommation de thé vert et les divers paramètres cliniques indiquant une affection parodontale (profondeur des poches parodontales, niveau d'attachement clinique, saignements lors du sondage) [443]. Les recherches actuelles visent à identifier les mécanismes d’action par lesquels les polyphénols présents dans le thé exercent leurs effets bénéfiques contre la maladie parodontale.

D’une part, il est essentiel de limiter la colonisation de la cavité buccale par les bactéries parodontopathogènes. Effectivement, ces dernières sont fortement impliquées directement ou non, dans la destruction des tissus parodontaux et leur élimination permettrait d’interférer avec l’initiation des maladies parodontales et éventuellement, conduire à une amélioration des paramètres cliniques dans les sites atteints [88, 385, 444]. L'adhésion des bactéries aux cellules de l’hôte constitue la première étape de l'infection bactérienne. Cette adhésion permet la colonisation des tissus parodontaux ainsi que l’exposition, dans le milieu environnant, de différents facteurs de virulence ayant un effet direct sur les cellules de l’hôte [445]. Il a été démontré que le thé vert, et plus spécifiquement l’EGCG, inhibe la croissance et l’adhérence de P. gingivalis aux cellules épithéliales buccales [354,

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385, 445, 446]. Une autre étude a également démontré le potentiel bactéricide des catéchines présentes dans le thé vert. En effet, grâce à l’utilisation d’un système de délivrance à libération lente saturé en thé (bandes d’hydroxypropylcellulose) appliqué directement dans les poches parodontales, il est possible, en combinaison avec le traitement mécanique, de réduire significativement les proportions de Prevotella spp. (intermedia et nigrescens) et P. gingivalis, en plus d’entraîner une diminution de la profondeur des poches parodontales [447]. Il a récemment été rapporté que certains facteurs de virulence associés à ces agents étiologiques bactériens, notamment les protéases, sont neutralisés par l’EGCG [340, 354, 446, 448, 449]. Une autre étude a également démontré les effets anti-protéases du thé vert, en plus de propriétés antibactérienne, anti-adhérence et anti-inflammatoire de ce dernier sur la bactérie P. gingivalis [450].

D’autre part, suite à l’infection bactérienne, la réponse immunitaire est perpétuée, ce qui cause la destruction des tissus parodontaux. Effectivement, les facteurs de virulence des bactéries stimulent les cellules inflammatoires à libérer des médiateurs de l’inflammation et activent les voies de dégradation tissulaire qui perturbent l'équilibre avec leurs inhibiteurs, entraînant la destruction [88]. L’inhibition et/ou la modulation de la réponse immunitaire permettrait de réduire l’incidence des maladies parodontales. En plus d’agir sur la composante bactérienne, il a été rapporté dans la littérature que le thé vert, et plus particulièrement l’EGCG, ont le potentiel de prévenir l’inflammation gingivale ainsi que la résorption tissulaire et osseuse caractéristique de la parodontite.

L'épithélium gingival est un tissu qui agit comme une interface entre l'environnement extérieur et le tissu conjonctif sous-jacent. Il joue un rôle clé dans la résistance contre les infections parodontales en agissant comme une barrière physique contre les parodontopathogènes. De plus, les cellules épithéliales buccales élaborent une réponse immunitaire innée par la sécrétion de peptides antimicrobiens, comprenant les β-défensines humaines (hBDs). Ces peptides antimicrobiens cationiques interagissent avec la membrane de la cellule bactérienne, entraînant à la formation de pores et ultimement, la lyse des bactéries parodontopathogènes [451-455]. Il a été démontré que le thé vert ainsi que l’EGCG augmentent l’expression des gènes codant pour les β-défensines et, par

53 conséquent, la production de ces dernières par les cellules épithéliales buccales [451]. De plus, le thé vert et l’EGCG préviendraient la dégradation de celles-ci par les protéases de P. gingivalis [451].

Le « Nuclear Factor kappa B » (NF-κB) est un facteur de transcription [456] qui coordonne l'expression d'une grande variété de gènes responsables de l’inflammation [457]. Ce dernier est également impliqué dans la maladie parodontale, puisque celui-ci régule la réaction chronique inflammatoire et la production de cytokines pro-inflammatoires qui engendrent la destruction tissulaire et osseuse [458, 459]. Les ostéoclastes activés détruisent l'os alvéolaire par la voie de destruction osseuse impliquant le « receptor activator of NF-κB ligand » (RANKL), RANK, ainsi que l’ostéoprotégérine (OPG). Il en résulte en un cercle vicieux, puisque l'accumulation du biofilm dans les poches parodontales stimule la réponse immunitaire de l'hôte et conséquemment, la destruction des tissus engendré par cette voie de signalisation [405, 460]. L’EGCG bloque directement ou non la destruction tissulaire induite par NF- kB en prévenant la production de certains médiateurs de l’inflammation, dont l’IL-1β, le TNF-α ainsi que les protéases destructrices, les MMPs [405, 461, 462]. Plus spécifiquement, des études in vitro et in vivo ont démontré que les catéchines du thé vert diminuent la résorption osseuse en inhibant la production de cytokines pro-inflammatoires (IL-1β) au niveau de la muqueuse gingivale dont l’inflammation est induite par le LPS (ou directement l’ostéoclastogénèse) [463, 464]. L’expression du TNF-α dans les lésions parodontales induites chez le rat a été diminuée lors de l’ajout de catéchines du thé vert à l’intérieur d’un dentifrice [442, 463, 465]. Enfin, certaines études ont évalué la capacité de l’EGCG de prévenir la destruction tissulaire et osseuse médiée par les MMPs. Par ailleurs, une de ces études a démontré que l’EGCG inhibe l’expression de l’ARNm de la MMP-9, en plus d’inhiber la formation des ostéoclastes [443, 466-468].

La cathélicidine LL-37 est un peptide antimicrobien exprimé par divers types cellulaires, tels que les monocytes, les neutrophiles ainsi que les cellules épithéliales [469]. Elle est reconnue pour posséder des propriétés anti-inflammatoires en inhibant la sécrétion de diverses cytokines contribuant à l’inflammation associée à la parodontite chronique [470-472]. Il a récemment été démontré, en utilisant un modèle de co-culture 3D comprenant des cellules épithéliales gingivales et des fibroblastes, que le LL-37, en combinaison avec l’EGCG, agissent en synergie afin de réduire la sécrétion de GRO-α (CXC-

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chemokine ligand 1), de G-CSF (granulocyte colony-stimulating factor), d’IL-6, d’IL-8, et de l’IP-10 (interferon-γ inducible protein 10), en plus d’exercer un effet additif sur la sécrétion de MCP-1 (monocyte chemoattractant protein-1)[473]. Par conséquent, cette combinaison LL-37 et EGCG démontre des résultats prometteurs en vue d’une thérapie d’appoint pour le traitement des maladies parodontales de nature inflammatoire.

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2. PROBLÉMATIQUE

Outre la carie dentaire, les maladies parodontales représentent le principal problème de santé buccodentaire au sein de la population et ces dernières engendrent un impact socio-économique important. Depuis plusieurs années, la convergence entre la recherche fondamentale et clinique a permis d’en apprendre davantage sur les différentes composantes étiologiques impliquées dans cette pathologie. Or, beaucoup reste à découvrir. Étant une maladie multifactorielle, les facteurs microbiologiques, immuno-inflammatoires et environnementaux contribuent à l’initiation et à la progression de cette condition pathologique. La présence de certaines bactéries anaérobies à Gram négatif au sein du biofilm dentaire est considérée comme le facteur étiologique primaire de cette affection. Subséquemment, une réponse immunitaire exagérée de l’hôte vis-à-vis les bactéries pathogènes mène à la production de médiateurs inflammatoires activant diverses voies de dégradation tissulaire et osseuse par les cellules de l’hôte.

L’utilisation de polyphénols de plante, dont les catéchines retrouvées dans le thé vert, pourrait modifier l’interaction bactérienne avec son environnement (mécanismes de pathogénicité), agir comme modulateur de la réponse immuno-inflammatoire destructrice de l’hôte, et ainsi éviter les conséquences cliniques qu’entraîne la parodontite, tant au niveau local que systémique. En effet, par des mécanismes directs et indirects, les parodontopathogènes impliqués dans la maladie parodontale peuvent avoir une incidence sur le développement de diverses affections systémiques, notamment les maladies cardiovasculaires, d’où l’intérêt de comprendre les divers mécanismes par lesquels cette pathologie s’impose à l’hôte.

Puisque les agents microbiens démontrent de plus en plus de résistances aux traitements actuels impliquant des antibiotiques, les polyphénols du thé vert pourraient représenter de nouvelles molécules à portée préventive et thérapeutique en vue de leur utilisation pour le contrôle des maladies parodontales de nature inflammatoire.

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2.1 Hypothèse de recherche

Les polyphénols du thé vert possèdent des propriétés antibactériennes vis-à-vis les principales bactéries parodontopathogènes. De plus, ces derniers agissent en synergie avec des antibiotiques couramment utilisés en thérapie complémentaire.

L’utilisation d’un modèle de co-culture macrophages/fibroblastes permet de mieux évaluer les propriétés anti-destruction tissulaire des polyphénols du thé vert, par l’inhibition de la sécrétion de métalloprotéinases matricielles (MMPs) par les cellules de l’hôte.

2.2 Objectifs spécifiques

Afin de vérifier nos hypothèses, trois objectifs ont été définis :

1. Évaluer les propriétés antibactériennes d’un extrait de thé vert et de l’EGCG sur les principales bactéries parodontopathogènes;

2. Évaluer la capacité d’un extrait de thé vert et de l’EGCG à agir en synergie avec des