Utilizando una técnica de imagen fluorescente desarrollada recientemente, los investigadores en los Estados Unidos han desarrollado mapas de alta resolución de comunidades microbianas en la lengua humana. Las imágenes, presentadas el 24 de marzo en la revista Informes de celda , revelar que las biopelículas microbianas en la superficie de la lengua tienen una organización espacial compleja y altamente estructurada.
"Del análisis detallado de la estructura, podemos hacer inferencias sobre los principios del crecimiento y la organización de la comunidad", dice el autor principal Gary Borisy, del Instituto Forsyth y la Facultad de Medicina Dental de Harvard. "Las bacterias en la lengua son muchasmás que una pila aleatoria. Son más como un órgano de nuestros cuerpos "
El microbioma oral humano es un ecosistema complejo. La organización espacial de las comunidades microbianas en la boca se ve afectada por una variedad de factores, que incluyen la temperatura, la humedad, el flujo salival, el pH, el oxígeno y la frecuencia de perturbaciones como la abrasión o la administración oral.higiene. Además, los microbios influyen en sus vecinos al actuar como fuentes y sumideros de metabolitos, nutrientes y moléculas inhibidoras como el peróxido de hidrógeno y los péptidos antimicrobianos. Al ocupar espacio, los microbios pueden excluirse físicamente entre sí de hábitats deseables, pero sus superficies también presentansitios de unión a los que pueden adherirse otros microbios.
Sin embargo, el diseño espacial ha recibido relativamente poca atención en el campo de la ecología microbiana. "Creemos que aprender quién está al lado de quién nos ayudará a comprender cómo funcionan estas comunidades", dice la coautora Jessica Mark Welch @JMarkWelch, unecólogo microbiano en el Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, Massachusetts. "La lengua es particularmente importante porque alberga un gran reservorio de microbios y es un punto de referencia tradicional en medicina. 'Sacar la lengua' es una de las primeras cosas que un médicodice."
En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron una técnica llamada Etiquetado combinatorio e imagen espectral - Hibridación fluorescente in situ CLASI-FISH, que se desarrolló recientemente en el laboratorio Borisy. Esta estrategia consiste en etiquetar un tipo dado de microorganismo con múltiplesfluoróforos, ampliando en gran medida el número de diferentes tipos de microbios que pueden identificarse y localizarse simultáneamente en un solo campo de visión.
"Nuestro estudio es novedoso porque nadie antes ha podido observar la biopelícula en la lengua de manera que distinga todas las diferentes bacterias, de modo que podamos ver cómo se organizan", dice Borisy.El trabajo anterior sobre comunidades bacterianas utilizaba enfoques basados en la secuenciación de ADN, pero para obtener la secuencia de ADN, primero debe moler la muestra y extraer el ADN, lo que destruye toda la hermosa estructura espacial que había allí. Imágenes con nuestra técnica CLASI-FISHnos permite preservar la estructura espacial e identificar las bacterias al mismo tiempo "
Primero, los investigadores utilizaron datos de secuencia analizados para identificar los principales taxones bacterianos contenidos en pequeñas muestras extraídas de las lenguas de 21 participantes sanos. Guiado por análisis de secuencia, el enfoque de imágenes se dirigió a los principales géneros y especies seleccionadas para obtener una visión integral de la estructura del microbiomaLos investigadores identificaron 17 géneros bacterianos abundantes en la lengua y presentes en más del 80% de los individuos. Las muestras consistieron en bacterias libres, bacterias unidas a las células epiteliales del huésped y bacterias organizadas en consorcios: estructuralmente complejo, multicapa.biopelículas.
Los consorcios mostraron irregularidades en la estructura de la comunidad, consistentes en dominios localizados espacialmente dominados por un solo taxón. Aunque variaban en forma, generalmente tenían decenas a cientos de micras de largo y tenían un núcleo de células epiteliales y un perímetro bien definido.Las lenguas de todos los sujetos tenían consorcios que constaban de tres géneros: Actinomyces , Rothia y estreptococo . Actinomyces aparece con frecuencia cerca del núcleo, mientras que Rothia a menudo se observó en grandes parches hacia el exterior del consorcio. estreptococo se observó que formaba una delgada corteza en el exterior de los consorcios y también formaba venas o parches en su interior.
"En conjunto, nuestros resultados de imágenes a nivel de especie confirman y profundizan nuestra comprensión de la especificidad del hábitat de los jugadores clave y muestran el valor de investigar los microbiomas a alta resolución de imágenes e identificación", dice Mark Welch.
Tomados en conjunto, los resultados sugieren un modelo de cómo se generan las comunidades microbianas estructuradas que albergan nuestras lenguas. Primero, las células bacterianas se unen al epitelio de la superficie de la lengua individualmente o en pequeños grupos. Durante el crecimiento de la población, los taxones diferentes empujan a unootro y proliferan más rápidamente en microambientes que apoyan sus necesidades fisiológicas. Este crecimiento diferencial da como resultado la organización del mosaico del parche observado en estructuras más grandes y más maduras.
Las imágenes también revelaron que algunos taxones capaces de reducir el nitrato - Actinomyces, Neisseria, Rothia y Veillonella - son prominentes en los consorcios de la lengua. Esto aumenta la posibilidad de que pequeñas protuberancias en la superficie de la lengua humana estén estructuradas para estimular el crecimiento de bacterias que convierten el nitrato salival en nitrito - una función no codificada por el humanogenoma del huésped
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :