MADRID, 25 Mar. (EUROPA PRESS) -
Una técnica de imagen fluorescente recientemente desarrollada ha permitido realizar mapas de alta resolución de las comunidades microbianas en la lengua humana, según publican los investigadores en la revista 'Cell Reports'. Las imágenes revelan que las biopelículas microbianas de la superficie de la lengua tienen una organización espacial compleja y altamente estructurada.
"A partir del análisis detallado de la estructura, podemos hacer inferencias sobre los principios del crecimiento y la organización de la comunidad --explica el autor principal Gary Borisy, del Instituto Forsyth y la Escuela de Medicina Dental de la Universidad de Harvard--. Las bacterias de la lengua son mucho más que un montón aleatorio. Son más como un órgano de nuestros cuerpos".
El microbioma oral humano es un ecosistema complejo. La organización espacial de las comunidades microbianas de 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 alteraciones como la abrasión o la higiene bucal.
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 los hábitats deseables, pero sus superficies también presentan puntos de unión a los que pueden adherirse otros microbios.
Sin embargo, los patrones espaciales han recibido relativamente poca atención en el campo de la ecología microbiana. "Creemos que aprender quién está al lado de quién nos ayudará a entender cómo funcionan estas comunidades", señala la coautora Jessica Mark Welch, ecóloga microbiana en el Laboratorio de Biología Marina de Woods Hole.
"La lengua es particularmente importante porque alberga una gran reserva de microbios y es un punto de referencia tradicional en la medicina. Sacar la lengua es una de las primeras cosas que dice un médico", recuerda.
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 implica etiquetar un tipo dado de microorganismo con múltiples fluoróforos, 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 una manera que distinga todas las diferentes bacterias, para que podamos ver cómo se organizan", dice Borisy.
"En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron una técnica llamada Etiquetado combinatorio e imágenes espectrales - Hibridación in situ por fluorescencia (CLASI-FISH), que fue desarrollada recientemente en el laboratorio de Borisy --explica--. Esta estrategia consiste en etiquetar un tipo determinado de microorganismo con múltiples fluoróforos, ampliando enormemente el número de diferentes tipos de microbios que pueden identificarse y localizarse simultáneamente en un solo campo de visión".
Primero, los investigadores utilizaron datos de secuencia analizados para identificar los principales taxones bacterianos contenidos en pequeñas muestras raspadas de las lenguas de 21 participantes sanos.
Guiado por el 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 microbioma. Los investigadores identificaron 17 géneros bacterianos abundantes en la lengua y presentes en más del 80% de los individuos.
Las muestras consistían en bacterias libres, bacterias unidas a las células epiteliales del huésped y bacterias organizadas en consorcios, biopelículas estructuralmente complejas de varias capas.
Los consorcios mostraron irregularidades en la estructura de la comunidad, que consisten 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 'Streptococcus'. 'Actinomyces' aparecía frecuentemente cerca del núcleo, mientras que 'Rothia' a menudo se observaba en grandes parches hacia el exterior del consorcio. Se observó estreptococo formando una delgada corteza en el exterior de los consorcios y también formaron venas o parches en su interior.
"Colectivamente, 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 microbiomas con alta resolución de imágenes e identificación", aclara 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 se presionan entre sí y proliferan más rápidamente en microambientes que respaldan sus necesidades fisiológicas. Este crecimiento diferencial da como resultado la organización del mosaico del parche observada en estructuras más grandes y maduras.
Las imágenes también revelaron que algunos taxones capaces de reducir los nitratos ('Actinomyces', 'Neisseria', 'Rothia' y 'Veillonella') son prominentes en los consorcios de lenguas. Esto plantea 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 genoma del huésped humano.
