Colorație Gram a bacteriilor Streptococcus mutans. (CDC/Biblioteca de imagini de sănătate publică) Modul în care bacteriile orale se instalează în gura noastră nu este diferit de modul în care noi, oamenii, ne instalăm în orașele noastre, a descoperit un nou studiu.
Există un motiv pentru care se spune că bacteriile trăiesc în „colonii”, și cu cât aflăm mai multe despre cum acești mici arhitecți își construiesc comunitățile, cu atât comportamentul lor ni se pare mai familiar.
Un nou studiu care urmărește modul în care mai mulți coloniști individuali se dezvoltă în microcolonii a găsit modele de creștere și dinamică care oglindește propriile noastre înclinații urbane.
„Luăm această vedere „la nivel de satelit”, urmărind sute de bacterii distribuite pe o suprafață de la colonizarea lor inițială până la formarea biofilmului”, spune Hyun Koo de la Universitatea din Pennsylvania.
„Și ceea ce vedem este că, în mod remarcabil, caracteristicile spațiale și structurale ale creșterii lor sunt analoge cu ceea ce vedem în urbanizare”.
La fel ca în natură, bacteriile din gură trăiesc în structuri complexe cunoscute sub numele de biofilme. De fapt, 99,9% dintre procariote trăiesc înghesuiți împreună cu milioane de alți vecini într-una dintre aceste așezări.
Biofilmele sunt peste tot, dar dacă sunt pe dinții tăi, le numim placă. Acest depozit dens și lipicios este greu de îndepărtat, protejând astfel microbii rezidenți de atacurile mediului, cum ar fi pasta de dinți, ața dentară sau chiar antibioticele.
Se acumulează atunci când mai mulți coloniști individuali se dezvoltă în microcolonii, dar exact modul în care se întâmplă acest lucru rămâne subexplorat.
Folosind bacteria orală Streptococcus mutans , cercetătorii au arătat că celulele microbiene se stabilesc la întâmplare și indiferent de tipul de suprafață. Cu toate acestea, doar un subset de colonizatori începe efectiv să se agrupeze, să se extindă domeniul lor de aplicare „prin amalgamarea bacteriilor vecine în microcolonii dens populate”.
„Ne-am gândit că majoritatea bacteriilor individuale vor ajunge să crească”, spune Koo. „Dar numărul real a fost mai mic de 40 la sută, restul fie murind, fie fiind înghițit de creșterea altor microcolonii”.
Odată ce grupurile apar, se întâmplă ceva cu adevărat curios: ele încep să interacționeze între ele, crescând și organizându-se în dens populate. microcolonii la scară micron care se extind și fuzionează în continuare pentru a forma o suprastructură de biofilm.
Acest tip de cooperare este interesant, așa cum studii anterioare au raportat competiție bacteriană la alte specii, mai ales când a existat o penurie de nutrienți.
În acest caz, nutrienții au afectat doar formarea efectivă a coloniilor. După aceea, „microcoloniile individuale (la distanță sau în imediata apropiere) au continuat să crească fără întreruperi până la fuzionare unele cu altele, iar structurile fuzionate s-au comportat și au crescut ca o singură comunitate nouă armonizată”. scriu cercetătorii .
Numai când au fost introduse mai multe specii străine antagonice, aceasta a afectat acea unitate aparent pașnică, iar creșterea microcoloniilor a fost redusă.
„Aceste comunități (microcolonii) se pot extinde și fuziona între ele într-un mod colaborativ, fără competiție între comunitățile adiacente”, au spus autorii. încheia .
(Paula și colab., Nature Communications, 2020)
Este tipul de creștere care indică „comportamentul comunal între microorganisme” și arată similar cu urbanizarea umană, în care unii coloniști rămân statici, în timp ce alții cresc în sate care se extind în microcolonii sau orașe dens populate, care apoi fuzionează în megaloți microbiene. .
Desigur, există limite ale acestei idei de urbanizare bacteriană. Autorii nu spun că microbii construiesc semne de circulație, drumuri și linii de alimentare, dar ideea generală este aceeași și nu numai că ne poate ajuta să luptăm mai bine cu infecțiile, ci ne poate ajuta și pe noi. construiți mai sustenabil .
„Este o analogie utilă, dar ar trebui luată cu un grăunte de sare”, Koo spune . „Nu spunem că aceste bacterii sunt antropomorfe. Dar luând această perspectivă a creșterii biofilmului ne oferă o imagine pe mai multe scară, multidimensională a modului în care cresc, pe care nu am văzut-o până acum.
Studiul a fost publicat în Comunicarea naturii .