Saúde

Os micróbios da placa dentária parecem mais parentes no solo do que os da língua
A abordagem analítica 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 .
Por Centro Médico da Universidade de Chicago - 16/12/2020


Domínio público

Da perspectiva de A. Murat Eren, Ph.D., a boca é o lugar perfeito para estudar as comunidades microbianas. "Não é apenas o início do trato GI, mas também é um ambiente muito especial e pequeno que é microbianamente diverso o suficiente para que possamos realmente começar a responder a perguntas interessantes sobre microbiomas e sua evolução", disse Eren, um professor assistente no Departamento de Medicina na Universidade de Chicago.

"Há uma quantidade surpreendente de especificidade do local, pois você encontra padrões definidos de micróbios em diferentes áreas da boca - os micróbios associados à língua são muito diferentes daqueles na placa em seus dentes", continuou ele. "Os micróbios da sua língua são mais semelhantes aos que vivem na língua 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 Laboratório 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 bactérias particularmente difícil de estudar: Saccharibacteria (TM7). Seus resultados têm implicações surpreendentes para a evolução dos micróbios na boca.

A abordagem analítica 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 metagenômica, que nos permitiu sequenciar todo o conteúdo de DNA de nossas amostras da cavidade oral. Conseguimos reconstruir genomas microbianos inteiros, identificando novas espécies microbianas e descobrindo onde cada uma se encaixa na árvore da vida."

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

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


Quando a equipe comparou essas caixas com outros grupos de espécies de TM7, como aquelas encontradas no ambiente fora do corpo ou aquelas encontradas em vísceras humanas ou animais, eles ficaram surpresos ao descobrir que, geneticamente, em vez do agrupamento de espécies de TM7 em placa e língua juntas, as espécies TM7 da placa dentária agruparam-se mais de perto com as espécies TM7 encontradas na terra, enquanto as espécies TM7 na língua se assemelharam mais àquelas encontradas no trato gastrointestinal.
 
"A primeira vez que tracei a filogenia comparando o TM7 da língua 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 genômicos na Weill Cornell Medicine. "Não esperávamos 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 hipótese é que 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 bactéria não tem que lidar imediatamente com ameaças do hospedeiro", disse Meren. “Uma vez adaptados à placa, os micróbios poderiam então dar o salto para se adaptar inteiramente ao hospedeiro, em novos habitats como a língua.

"Esta foi a coisa mais emocionante para nós", continuou ele. "Isso mostra que a placa dentária, 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 metagenômica fez com que os pesquisadores pudessem identificar novas espécies de bactérias da cavidade oral que não haviam sido estudadas anteriormente, devido aos desafios de cultivar alguns desses micróbios em laboratório.

"A boca é tão facilmente acessível que as pessoas vêm trabalhando nas bactérias da boca há muito tempo", disse a co-autora Jessica Mark Welch, Ph.D., cientista associada do Laboratório Biológico 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 bactérias, mas por que isso?" disse Mark Welch. "Entender por que essas comunidades são tão complexas e como as diferentes bactérias interagem nos ajudará a entender melhor como consertar uma comunidade bacteriana que está prejudicando nossa saúde, nos dizendo quais micróbios precisam ser removidos ou adicionados de volta."

Pesquisas futuras terão como objetivo desvendar as relações genéticas e funcionais entre essas espécies bacterianas recém-identificadas. , especialmente em categorias de bactérias diferentes da TM7, e como essas comunidades microbianas desempenham um papel na biologia humana e nas doenças. A abordagem metagenômica também será útil para estudar comunidades microbianas em outros lugares, como o intestino e em ambientes ambientais.

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

 

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