¿Verdadero o falso? Las bacterias que viven en el mismo espacio, como la boca, han desarrollado colaboraciones tan generosas que no son posibles con bacterias externas. Durante mucho tiempo se consideró cierto, pero en un nuevo estudio a gran escala de microbiosinteracciones, la respuesta rotunda fue "falsa"
La investigación dirigida por el Instituto de Tecnología de Georgia encontró que a las bacterias comunes de la boca responsables de la periodontitis aguda les fue mejor en general cuando se combina con bacterias y otros microbios que viven en cualquier lugar que no sea la boca, incluidas algunas que se encuentran comúnmente en el colon o en la suciedad.el microbioma oral, por el contrario, generalmente compartió alimentos y asistencia de manera más tacaña con el infector de encías Aggregatibacter actinomycetemcomitans o Aa para abreviar
Al igual que muchas bacterias conocidas por infecciones que pueden causar, como el estreptococo, Aa a menudo viven pacíficamente en la boca, y ciertas circunstancias los convierten en infectores. Los investigadores y sus patrocinadores en los Institutos Nacionales de Salud desearían saber más sobrecómo Aa interactúa con otros microbios para obtener información que eventualmente puede ayudar a combatir la periodontitis aguda y otras dolencias.
"La periodontitis es la infección humana más frecuente en el planeta después de las caries", dijo Marvin Whiteley, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas de Georgia Tech y el investigador principal del estudio. "Esos insectos entran en el torrente sanguíneo todos los días, y ha habidouna larga y notoria correlación entre la mala higiene bucal y la prevalencia de enfermedades del corazón ".
emparejamiento antinatural
Los hallazgos son sorprendentes porque las bacterias en un microbioma de hecho han desarrollado intrincadas interacciones, lo que hace lógico que esas interacciones se destaquen como generosas. Algunos microbios bucales incluso tienen sitios de acoplamiento especiales para unirse a sus parejas, y mucha investigación previa ha demostradose centró en sus cooperaciones. El nuevo estudio fue amplio.
"Hicimos una pregunta más importante: ¿Cómo interactúan los microbios con los insectos con los que evolucionaron conjuntamente en lugar de cómo interactuarían con los microbios que casi nunca habían visto? Pensamos que no interactuarían bien con los otros errores, pero fuetodo lo contrario ", dijo Whiteley.
La escala del estudio fue masiva. Los investigadores manipularon y rastrearon casi todos los aproximadamente 2,100 genes de Aa usando una tecnología emergente de etiquetado de genes mientras combinaban Aa con otros 25 microbios, aproximadamente la mitad de la boca y la otra mitad de otras áreas del cuerpo o del medio ambiente.
No examinaron el microbioma bucal en su conjunto porque las sinergias multimicrobianas habrían hecho que las interacciones fueran incalculables. En cambio, los investigadores combinaron Aa con otro insecto a la vez: Aa más la bacteria de la boca X, Aa más la bacteria del colon Y,Aa más hongo de tierra Z, y así sucesivamente.
"Queríamos ver específicamente qué genes Aa necesitaba para sobrevivir en cada asociación y cuáles podrían prescindir porque estaba recibiendo ayuda de la pareja", dijo Gina Lewin, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Whiteley y primera autora del estudio.Publicaron sus resultados en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
P y R
¿Cómo podrían saber que Aa estaba bien o mal con otro microbio?
Los investigadores analizaron cada uno de los genes de Aa necesarios para la supervivencia mientras infectaba a un ratón, cuando Aa era el único infector, cuando se asociaba con otra bacteria bucal y cuando se combinaba con un microbio del colon, la suciedad o la piel.
"Cuando Aa estaba sola, necesitaba un cierto conjunto de genes para sobrevivir, como para respirar oxígeno", dijo Lewin. "Fue sorprendente que cuando Aa estaba con este o aquel microbio con el que normalmente no vivía, ya no necesitaba muchos de sus propios genes. El otro microbio le estaba dando a Aa las cosas que necesitaba, por lo que no tenía que fabricarlas por sí mismo ".
"Las interacciones entre vecinos habituales, otras bacterias bucales, se veían más frugales", dijo Whiteley. "Aa necesitaba muchos más genes propios para sobrevivir a su alrededor, a veces más que cuando estaba solo".
¿Cómo funcionó el método de marcado genético emergente?
Para comprender la "secuencia de transposones", imagine un transposón como un bloque de ADN que rompe un gen, rompiendo su función. El ladrillo también se adhiere al gen y puede detectarse mediante secuenciación de ADN, marcando así ese mal funcionamiento.
Cada bacteria Aa en una pila de 10,000 tenía un ladrillo en un gen aleatorio. Si la bacteria compañera de Aa, por ejemplo, E. coli, recogía la holgura por una función rota, Aa sobrevivía y se multiplicaba incluso con el gen dañado, y los investigadoresdetectó un mayor número de bacterias que contienen el gen.
Aa sobrevivir con más genes rotos significaba que un microbio asociado le estaba brindando más ayuda. Las bacterias Aa con genes rotos que un compañero no podía compensar tenían más probabilidades de morir, reduciendo su recuento.
¿Esto significa que el microbioma bucal no tiene relaciones únicas?
Es muy probable que los tenga, pero los resultados del estudio apuntan a que no todas las relaciones son cooperativas. Algunos microbiomas podrían tener vallas altas y compartir escasamente.
"Un amigo o enemigo puede estar conduciendo tu comportamiento, y otros microbios pueden estar de pie", dijo Lewin.
El tabaquismo, la falta de higiene o la diabetes, todos asociados con la enfermedad de las encías, podrían dañar los microbiomas defensivos y permitir que las bacterias externas ayuden a Aa a atacar el tejido de las encías. Es demasiado pronto para saberlo, pero el laboratorio de Whiteley quiere profundizar, yla investigación podría tener implicaciones para otros microbiomas.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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