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In vitro evaluation of the effect of nicotine, cotinine, and caffeine on oral microorganisms

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The aim of this in vitro study was to evaluate the effects of nicotine, cotinine, and caffeine on the viability of some oral bacterial species. It also evaluated the ability of these bacteria to metabolize those substances. Single-species biofilms of Streptococcus gordonii, Porphyromonas gingivalis, or Fusobacterium nucleatum and dual-species biofilms of S. gordonii - F. nucleatum and F. nucleatum - P. gingivalis were grown on hydroxyapatite discs. Seven species were studied as planktonic cells, including Streptococcus oralis, Streptococcus mitis, Propionibacterium acnes, Actinomyces naeslundii, and the species mentioned above. The viability of planktonic cells and biofilms was analyzed by susceptibility tests and time-kill assays, respectively, against different concentrations of nicotine, cotinine, and caffeine. High-performance liquid chromatography was performed to quantify nicotine, cotinine, and caffeine concentrations in the culture media after the assays. Susceptibility tests and viability assays showed that nicotine, cotinine, and caffeine cannot reduce or stimulate bacterial growth. High-performance liquid chromatography results showed that nicotine, cotinine, and caffeine concentrations were not altered after bacteria exposure. These findings indicate that nicotine, cotinine, and caffeine, in the concentrations used, cannot affect significantly the growth of these oral bacterial strains. Moreover, these species do not seem to metabolize these substances.

Le but de cette étude in vitro était d’évaluer les effets de la nicotine, de la cotinine et de la caféine sur la viabilité de quelques espèces de bactéries orales. Nous avons aussi évalué la capacité de ces bactéries de métaboliser de ces substances. Des biofilms monospécifiques de Streptococcus gordonii, Porphyromonas gingivalis, et de Fusobacterium nucleatum et des biofilms bispécifiques de S. gordonii - F. nucleatum, et de F. nucleatum - P. gingivalis ont été cultivés sur des disques d’hydroxyapatite. Sept espèces ont été étudiées en cellules planctoniques, soit Streptococcus oralis, Streptococcus mitis, Propionibacterium acnes, Actinomyces naeslundii et les espèces identifiées plus haut. La viabilité des cellules planctoniques et des biofilms a été analysée par des tests de susceptibilité et des essais cinétiques de léthalité, respectivement, en réponse à différentes concentrations de nicotine, de cotinine et de caféine. Une chromatographie liquide à haute performance (HPLC) a été réalisée pour quantifier les concentrations de nicotine, de cotinine et dle caféine dans le milieu de culture après les tests. Les essais de susceptibilité et de viabilité ont démontré que la nicotine, la cotinine et la caféine ne pouvaient réduire ou stimuler la croissance bactérienne. Les résultats obtenus en HPLC ont démontré que les concentrations de nicotine, de cotinine et de caféine n’étaient pas affectées par l’exposition aux bactéries. Ces données indiquent que la nicotine, la cotinine et la caféine, aux concentrations utilisées, ne peuvent affecter significativement la croissance de ces souches de bactéries orales. De plus, ces espèces ne semblent pas métaboliser ces substances.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2008

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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