Microbiota della lingua: una comunità affollatissima e interessante
Avete mai pensato che c’è un’intera comunità di organismi che vive sulla vostra lingua?
Utilizzando una tecnica di imaging fluorescente recentemente sviluppata, un gruppo di ricercatori statunitensi ha sviluppato mappe ad alta risoluzione di comunità microbiche sulla lingua umana.
Le immagini, presentate sulla rivista Cell Reports, rivelano che i biofilm microbici sulla superficie della lingua hanno un’organizzazione spaziale complessa e altamente strutturata.
Dall’analisi dettagliata della struttura, possiamo dedurre i principi di crescita e organizzazione della comunità. I batteri sulla lingua sono molto più di un semplice mucchio. Sono più simili a un organo dei nostri corpi
afferma l’autore senior Gary Borisy, del Forsyth Institute e della Harvard School of Dental Medicine.
Il microbiota orale umano è un ecosistema complesso.
L’organizzazione spaziale delle comunità microbiche nella bocca è influenzata da una varietà di fattori, tra cui temperatura, umidità, flusso salivare, pH, ossigeno e frequenza di disturbi come abrasione o igiene orale.
Inoltre, i microbi influenzano i loro intorni agendo come fonti di metaboliti, nutrienti e molecole inibitorie come il perossido di idrogeno (l’acqua ossigenata) e i peptidi antimicrobici.
Occupando lo spazio, i microbi possono fisicamente escludersi a vicenda da habitat desiderabili, ma le loro superfici presentano anche siti di legame a cui altri microbi possono aderire.
Tuttavia, la modellizzazione spaziale ha ricevuto relativamente poca attenzione nel campo dell’ecologia microbica.
Pensiamo che apprendere chi cresce accanto a chi ci aiuterà a capire come funzionano queste comunità. La lingua è particolarmente importante perché ospita un grande serbatoio di microbi ed è un punto di riferimento tradizionale in medicina. “Tira fuori la lingua” è una delle prime cose che dice un medico quando visita un paziente
afferma la coautrice Jessica Mark Welch, ecologa microbica del Marine Biological Laboratory di Woods Hole, Massachusetts
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata Etichettatura combinatoria e Imaging spettrale – Ibridazione in situ di fluorescenza (CLASI-FISH), che è stata recentemente sviluppata nel laboratorio Borisy.
Questa strategia prevede l’etichettatura di un determinato tipo di microrganismo con più fluorofori, ampliando notevolmente il numero di diversi tipi di microbi che possono essere identificati e localizzati simultaneamente in un unico campo visivo.
Il nostro studio è nuovo perché nessuno prima era stato in grado di guardare il biofilm sulla lingua in un modo che distingue tutti i diversi batteri, in modo che possiamo vedere come si organizzano da soli.
La maggior parte del precedente lavoro sulle comunità batteriche utilizzava approcci basati sul sequenziamento del DNA, ma per ottenere la sequenza del DNA, devi prima macinare il campione ed estrarre il DNA, che distrugge tutta la meravigliosa struttura spaziale che era lì. L’imaging con la nostra tecnica CLASI-FISH ci consente di preservare la struttura spaziale e identificare i batteri allo stesso tempo.
dice Borisy.
In primo luogo, i ricercatori hanno utilizzato i dati di sequenza analizzati per identificare i principali taxa batterici contenuti in piccoli campioni prelevati dalle lingue di 21 partecipanti sani.
Guidato dall’analisi delle sequenze, l’approccio di imaging mirava a generi importanti e specie selezionate per ottenere una visione completa della struttura del microbiota.
I ricercatori hanno identificato 17 generi batterici che erano abbondanti sulla lingua e presenti in oltre l’80% degli individui. I campioni consistevano in batteri liberi, batteri legati all’ospite di cellule epiteliali e batteri organizzati in consorzi: biofilm strutturalmente complessi e multistrato.
I consorzi hanno mostrato irregolarità nella struttura della comunità, costituita da domini spazialmente localizzati dominati da un singolo taxon.
Sebbene variavano di forma, erano in genere lunghi da decine a centinaia di micron e avevano un nucleo di cellule epiteliali e un perimetro ben definito.
Le lingue di tutti i soggetti avevano consorzi composti da tre generi: Actinomyces, Rothia e Streptococcus.
Actinomyces appariva spesso vicino al nucleo, mentre Rothia veniva spesso osservata in grandi zone verso l’esterno del consorzio. Lo streptococco è stato osservato formando una sottile crosta all’esterno dei consorzi e ha anche formato vene o macchie al loro interno.
Collettivamente, i nostri risultati di imaging a livello di specie confermano e approfondiscono la nostra comprensione della specificità dell’habitat dei principali attori e mostrano il valore dello studio dei microbioti ad alta risoluzione di imaging e identificazione
afferma Mark Welch.
Nel loro insieme, i risultati suggeriscono un modello per la generazione delle comunità microbiche strutturate ospitate nelle nostre lingue.
In primo luogo, le cellule batteriche si attaccano all’epitelio della superficie della lingua singolarmente o in piccoli gruppi.
Durante la crescita della popolazione, diversi taxa si spingono l’un l’altro e proliferano più rapidamente in microambienti che supportano i loro bisogni fisiologici.
Questa crescita differenziale porta all’organizzazione del mosaico di patch osservata in strutture più grandi e più mature.
Se in questi giorni vi sentite soli, pensate che a farvi compagnia c’è sempre (e per sempre) il vostro microbiota.
Qui lo studio completo:
