Da perspectiva de A. Murat Eren, Ph.D., a boca éo lugar perfeito para estudar as comunidades microbianas. "Nãoéapenas o ini­cio do trato GI, mas também éum ambiente muito especial e pequeno que émicrobianamente diverso o suficiente para que possamos realmente comea§ar a responder a perguntas interessantes sobre microbiomas e sua evolução", disse Eren, um professor assistente no Departamento de Medicina na Universidade de Chicago.

"Ha¡ uma quantidade surpreendente de especificidade do local, pois vocêencontra padraµes definidos de micróbios em diferentes áreas da boca - os micróbios associados a  la­ngua são muito diferentes daqueles na placa em seus dentes", continuou ele. "Os micróbios da sua la­ngua são mais semelhantes aos que vivem na la­ngua de outra pessoa do que aos que vivem na sua garganta ou gengiva!"

Em um novo publicado em 16 de dezembro na Genome Biology , Eren, que atende por Meren, e uma equipe de pesquisadores da UChicago e do Laborata³rio de Biologia Marinha, Woods Hole focou nesta ecologia única com sequenciamento de última geração e abordagens de análise para obter uma imagem melhor do microbioma oral. Os pesquisadores se concentraram em uma classe de bactanãrias particularmente difa­cil de estudar: Saccharibacteria (TM7). Seus resultados tem implicações surpreendentes para a evolução dos micróbios na boca.

A abordagem anala­tica da equipe permitiu um exame aprofundado dos genomas de todos os micróbios encontrados em cada ambiente testado, fornecendo novos insights sobre a composição das comunidades microbianas orais .

"Normalmente, quando estudamos um ambiente microbiano, pegamos amostras e lemos apenas uma pequena fração dos genomas presentes - apenas o suficiente para identificar as amplas categorias de micróbios", disse Meren. “Usamos uma abordagem mais abrangente chamada metagena´mica, que nos permitiu sequenciar todo o conteaºdo de DNA de nossas amostras da cavidade oral. Conseguimos reconstruir genomas microbianos inteiros, identificando novas espanãcies microbianas e descobrindo onde cada uma se encaixa na a¡rvore da vida."

Eles descobriram que diferentes espanãcies de TM7 poderiam ser agrupadas em seis caixas distintas, ou clados, com base nas semelhanças de seus genomas, o que indica quanto recentemente as diferentes espanãcies se separaram umas das outras em sua história evolutiva.

Quando a equipe comparou essas caixas com outros grupos de espanãcies de TM7, como aquelas encontradas no ambiente fora do corpo ou aquelas encontradas em va­sceras humanas ou animais, eles ficaram surpresos ao descobrir que, geneticamente, em vez do agrupamento de espanãcies de TM7 em placa e la­ngua juntas, as espanãcies TM7 da placa denta¡ria agruparam-se mais de perto com as espanãcies TM7 encontradas na terra, enquanto as espanãcies TM7 na la­ngua se assemelharam mais a quelas encontradas no trato gastrointestinal.

 

"A primeira vez que tracei a filogenia comparando o TM7 da la­ngua e da placa e vi que eles estavam completamente separados, minha mente explodiu", disse o primeiro autor Alon Shaiber, Ph.D., agora um cientista de dados gena´micos na Weill Cornell Medicine. "Nãoespera¡vamos isso de forma alguma."

Os pesquisadores interpretam esses resultados como uma dica de como os micróbios podem fazer a transição do ambiente para o corpo humano. "Nossa hipa³tese éque a placa desempenhou um papel durante a evolução dos micróbios associados ao hospedeiro, como alguns clados do TM7, ao oferecer este espaço intermediário onde a bactanãria não tem que lidar imediatamente com ameaa§as do hospedeiro", disse Meren. “Uma vez adaptados a  placa, os micróbios poderiam então dar o salto para se adaptar inteiramente ao hospedeiro, em novos habitats como a la­ngua.

"Esta foi a coisa mais emocionante para nós", continuou ele. "Isso mostra que a placa denta¡ria, o inimigo de nossa saúde da qual constantemente tentamos nos livrar, pode em algum momento ter desempenhado um papel importante na evolução de alguns dos micróbios para chamar nosso corpo de sua casa."

A abordagem metagena´mica fez com que os pesquisadores pudessem identificar novas espanãcies de bactanãrias da cavidade oral que não haviam sido estudadas anteriormente, devido aos desafios de cultivar alguns desses micróbios em laboratório.

"A boca étão facilmente acessa­vel que as pessoas vão trabalhando nas bactanãrias da boca hámuito tempo", disse a co-autora Jessica Mark Welch, Ph.D., cientista associada do Laborata³rio Biola³gico Marinho. "Mas estamos descobrindo que existem novos grupos microbianos inteiros, incluindo alguns realmente estranhos e incomuns, que não foram examinados antes."

Além de sua utilidade para a compreensão da evolução e composição do microbioma, este estudo e outros semelhantes podem fornecer novos insights sobre o papel dos micróbios bucais na saúde humana.

"Cada ambiente que olhamos tem essas comunidades realmente complicadas e complexas de bactanãrias, mas por que isso?" disse Mark Welch. "Entender por que essas comunidades são tão complexas e como as diferentes bactanãrias interagem nos ajudara¡ a entender melhor como consertar uma comunidade bacteriana que estãoprejudicando nossa saúde, nos dizendo quais micróbios precisam ser removidos ou adicionados de volta."

Pesquisas futuras tera£o como objetivo desvendar as relações genanãticas e funcionais entre essas espanãcies bacterianas recanãm-identificadas. , especialmente em categorias de bactanãrias diferentes da TM7, e como essas comunidades microbianas desempenham um papel na biologia humana e nas doena§as. A abordagem metagena´mica também seráútil para estudar comunidades microbianas em outros lugares, como o intestino e em ambientes ambientais.

“Esses tipos de estudos estãonos mostrando a diversidade na boca de uma nova maneira”, disse Mark Welch. "Estamos aprendendo exatamente quais genes estãoem diferentes micróbios, o que tornara¡ possí­vel modelar o metabolismo de comunidades inteiras. As bactanãrias na boca são realmente um microcosmo da ecologia e se relaciona com a ecologia que vocêvaª em uma paisagem escala ao nosso redor. "