_ Cu o nouă abordare a imaginii , oamenii de știință analizează îndeaproape interacțiunile adezive microbiene

Oamenii de știință au identificat multe tipuri de bacterii în gură, dar rămân multe probleme în înțelegerea modului în care funcționează între ele. Una dintre probleme este că microbii se adună în biofilme cu mai multe specii dens. Densitatea și complexitatea lor ridică dificultăți acute pentru vizualizarea celulelor individuale și analiza interacțiunilor lor la nivel de celule unice.

Oamenii de știință de la ADA Forsyth au dezvoltat o nouă abordare imagistică care face posibilă analizarea conexiunilor spațiale dintre bacterii, inclusiv puterea forțelor adezive care le țin împreună. Aderența este de o importanță fundamentală în biofilmele microbiene supuse curgerii, cum ar fi cele din gură. Datorită fluxului salivar, orice microb oral care nu aderă la o suprafață orală, cum ar fi dinții, limba sau gingiile - direct sau indirect prin interacțiunea cu alți microbi aderați - va fi aruncat în tractul gastrointestinal.

Oamenii de știință își detaliază descoperirile într-o nouă lucrare publicată în revista Proceedings of the National Academy of Science. În timp ce tehnicile tradiționale de microscopie cu expansiune sunt utilizate ca metode de îmbunătățire a rezoluției, oamenii de știință adoptă o abordare diferită; folosesc o aplicație neconvențională a microscopiei de expansiune care permite „depopularea” celulelor bacteriene individuale într-un biofilm cu mai multe specii.

Tehnica se bazează pe un gel gonflabil care extinde spațiul dintre celulele bacteriene, dar nu extinde spațiul. în interiorul celulelor. Umflarea gelului creează o competiție „trag-of-war” între forțele de expansiune ale gelului și forțele adezive dintre microbi. Celulele slab aderente vor fi despărțite, în timp ce celulele puternic aderente vor rămâne împreună. În acest fel, puterea relativă a interacțiunilor microbi-microb din biofilmele microbiene poate fi determinată la nivel de celule unice.

Cercetătorii au aplicat noua abordare pentru a analiza comunități microbiene model, în special Fusobacterium nucleatum-Streptococcus și Interacțiunile Schaalia-TM7. Ei au descoperit că Fusobacterium nucleatum se leagă mai puternic de Streptococcus sanguinis decât de Streptococcus mutans. Acest lucru poate fi important deoarece Streptococcus mutans este asociat în mod obișnuit cu cavitățile dentare.

„Înainte, puteam identifica speciile bacteriene în microbiomul oral, dar acum putem studia modul în care microbii din aceste comunități de biofilm interacționează.” a spus Pu-Ting Dong, Ph.D., cercetător principal și co-autorul corespondent al lucrării. „Putem identifica cu adevărat la nivel de o singură celulă cât de puternic se leagă bacteria A de bacteria B sau bacteria B de bacteria C.”

Capacitatea de a analiza interacțiunile adezive dintre bacterii este inovatoare, permițând noi descoperiri în microbiologie . Efortul combină cunoștințele profunde și experiența membrilor seniori ai departamentului de microbiologie ADA Forsyth, inclusiv Chief Executive Officer AFI, Wenyuan Shi, Ph.D.; Xuesong He, DDS, Ph.D., un pionier în microbiologie; și Gary Borisy, Ph.D., un om de știință care a introdus pentru prima dată imagistica CLASI-FISH, tehnica care permite oamenilor de știință să analizeze comunitățile spațiale din microbiomul oral.

„Acest proiect interdisciplinar ne-a permis să îmbine ceea ce am cunosc comunitățile microbiene cu un mod neconvențional de a-și vizualiza interacțiunile”, a spus dr. Borisy. „Putem aplica această descoperire pentru a ne îmbunătăți înțelegerea relațiilor dintre bacterii. Dr. El a fost primul care a cultivat TM7, un grup omniprezent de bacterii episimbiotice ultramici care rezidă în cavitatea bucală umană, dar cu o biologie nestudiată, iar acum am folosit nouă tehnică de imagistică pentru a determina puterea interacțiunii TM7 cu celula gazdă, Schaalia odontolytica.”

În mod tradițional, speciile individuale de bacterii au fost recunoscute ca cauze ale bolii în cavitatea bucală. Microbiologii orali înțeleg acum că agenții patogeni individuali nu sunt singura cauză a bolii. Mai degrabă, întreaga comunitate de microbi interacționează între ei și cu gazda umană în moduri complexe, ducând uneori la boli.

(Fluierul)