Investigadores de la Universidad de Pensilvania descubrieron que la bacteria responsable de la caries dental se \u00abescuda\u00bb bajo capas de az\u00facares y otras bacterias en forma de corona, ayud\u00e1ndola evadir los antimicrobianos y concentrar sus \u00e1cidos que da\u00f1an los dientes. Cr\u00e9dito: Dongyeop Kim <\/p>\n
El estudio de las bacterias en una placa de Petri o en un tubo de ensayo ha permitido comprender c\u00f3mo funcionan y, en algunos casos, c\u00f3mo contribuyen a la aparici\u00f3n de enfermedades. Pero este enfoque omite detalles cruciales sobre c\u00f3mo act\u00faan las bacterias en el mundo real. <\/p>\n
Con un enfoque traslacional, los investigadores de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pensilvania y el Instituto de Tecnolog\u00eda de Georgia obtuvieron im\u00e1genes tridimensionales de las bacterias que causan caries en su entorno natural, la biopel\u00edcula pegajosa conocida como placa dental que se forma en los ni\u00f1os peque\u00f1os. dientes afectados por caries.<\/p>\n
El trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, encontr\u00f3 que Streptococcus mutans, una de las principales especies bacterianas responsables de la caries dental, est\u00e1 encerrada en una comunidad protectora de m\u00faltiples capas de otras bacterias y pol\u00edmeros que forman una organizaci\u00f3n espacial \u00fanica asociada con la ubicaci\u00f3n del inicio de la enfermedad.<\/p>\n
\u00abComenzamos con estas muestras cl\u00ednicas, extrajimos dientes de ni\u00f1os con caries severa\u00bb, dice Hyun (Michel) Koo de Penn Dental Medicine, coautor principal del trabajo. \u00abLa pregunta que surgi\u00f3 en nuestras mentes fue c\u00f3mo se organizan estas bacterias y si su arquitectura espec\u00edfica puede informarnos sobre la enfermedad que causan\u00bb.<\/p>\n
Para abordar esta pregunta, los investigadores, incluido el autor principal Dongyeop Kim de Penn Dental Medicine y el coautor principal Marvin Whiteley de Georgia Tech, utilizaron una combinaci\u00f3n de microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido y confocal de s\u00faper resoluci\u00f3n con an\u00e1lisis computacional para diseccionar la disposici\u00f3n de S. mutans y otros microbios de la biopel\u00edcula intacta en los dientes. Estas t\u00e9cnicas permitieron al equipo examinar la biopel\u00edcula capa por capa, obteniendo una imagen tridimensional de las arquitecturas espec\u00edficas.<\/p>\n
Este enfoque, de comprender las ubicaciones y los patrones de las bacterias, es uno que Whiteley ha perseguido en otras enfermedades.<\/p>\n
\u00abEst\u00e1 claro que identificar los constituyentes del microbioma humano no es suficiente para comprender su impacto en la salud humana\u00bb, dice Whiteley. \u00abTambi\u00e9n tenemos que saber c\u00f3mo est\u00e1n organizados espacialmente. Esto est\u00e1 muy poco estudiado, ya que es dif\u00edcil obtener muestras intactas que mantengan la estructura espacial\u00bb.<\/p>\n
En el trabajo actual, los investigadores descubrieron que S. mutans en dientes la placa aparec\u00eda con mayor frecuencia de una manera particular: dispuesta en un mont\u00edculo contra la superficie del diente. Pero no estaba solo. Mientras que S. mutans form\u00f3 el n\u00facleo interno de la arquitectura rotunda, otras bacterias comensales, como S. oralis, formaron capas externas adicionales dispuestas con precisi\u00f3n en una estructura en forma de corona. Sosteniendo y separando estas capas hab\u00eda un andamiaje extracelular hecho de az\u00facares producidos por S. mutans, que encerraba y proteg\u00eda de manera efectiva a las bacterias causantes de enfermedades.<\/p>\n
\u00abEncontramos esta comunidad altamente ordenada con una acumulaci\u00f3n densa de S. mutans en el medio rodeado por estos ‘halos’ de diferentes bacterias, y se pregunt\u00f3 c\u00f3mo esto podr\u00eda causar caries\u00bb, dice Koo. \u00ab<\/p>\n
Para obtener m\u00e1s informaci\u00f3n sobre c\u00f3mo la estructura afecta la funci\u00f3n de la biopel\u00edcula, el equipo de investigaci\u00f3n intent\u00f3 recrear las formaciones naturales de placa en una superficie similar a un diente en el laboratorio usando S. mutans, S. oralis y un az\u00facar Hicieron crecer con \u00e9xito una arquitectura con forma redonda y luego midieron los niveles de \u00e1cido y desmineralizaci\u00f3n asociados con ellos.<\/p>\n
\u00abLo que descubrimos, y lo que nos emocion\u00f3, es que las \u00e1reas redondas encajaban perfectamente con las \u00e1reas desmineralizadas\u00bb. y altos niveles de \u00e1cido en la superficie del esmalte\u201d, dice Koo. \u201cEsto refleja lo que los m\u00e9dicos ven cuando encuentran caries dental: \u00e1reas punteadas de descalcificaci\u00f3n conocidas como ‘puntos blancos’. La estructura en forma de c\u00fapula podr\u00eda explicar c\u00f3mo se inician las caries\u00bb.<\/p>\n
En un conjunto final de experimentos, el equipo puso a prueba a la comunidad rotunda, aplicando un tratamiento antimicrobiano y observando c\u00f3mo les iba a las bacterias. estructuras estaban intactas, el S. mutans en el n\u00facleo interno evit\u00f3 en gran medida morir a causa del tratamiento antimicrobiano. Solo romper el material de andamiaje que mantiene unidas las capas externas permiti\u00f3 que el antimicrobiano penetrara y matara efectivamente a las bacterias que causan las caries.<\/p>\n
Los hallazgos del estudio pueden ayudar a los investigadores a identificar de manera m\u00e1s efectiva el n\u00facleo pat\u00f3geno de las biopel\u00edculas dentales, pero tambi\u00e9n tienen implicaciones para otros campos.<\/p>\n
\u00abDemuestra que la estructura espacial del microbioma puede mediar en la funci\u00f3n y el resultado de la enfermedad, lo que podr\u00eda ser aplicable a otros campos m\u00e9dicos que se ocupan de las infecciones polimicrobianas\u00bb, dice Koo.<\/p>\n
\u00abNo es solo qu\u00e9 pat\u00f3genos hay, sino c\u00f3mo est\u00e1n estructurados lo que le informa sobre la enfermedad que causan\u00bb, a\u00f1ade Whiteley. \u00abLas bacterias son criaturas muy sociales y tienen amigos y enemigos que dictan su comportamiento\u00bb.<\/p>\n
El campo de la biogeograf\u00eda microbiana es joven, dicen los investigadores, pero ampliar esta demostraci\u00f3n que vincula la estructura de la comunidad con el inicio de la enfermedad abre un nuevo campo amplia gama de posibilidades para futuros conocimientos m\u00e9dicos relevantes. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
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