Redacción
La boca humana alberga más de 500 especies de bacterias que viven en comunidades organizadas llamadas biopelículas. La mayoría de estas bacterias crece dividiéndose en dos. Un nuevo estudio del Laboratorio de Biología Marina (MBL) de la Universidad de Chicago en Estados Unidos, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, ha descubierto un mecanismo poco común de división celular en ‘Corynebacterium matruchotii‘, una bacteria habitual en la placa dental.
La bacteria ‘C. matruchotii‘ utiliza un proceso conocido como fisión múltiple, en el que una célula madre genera varias células hijas simultáneamente. Los investigadores observaron que estas bacterias pueden dividirse en hasta 14 células dependiendo de la longitud de la célula original. Además, estas células crecen únicamente en un polo del filamento madre, un proceso llamado “extensión de la punta“.
Estas bacterias actúan como un soporte estructural dentro de la biopelícula de la placa dental. La placa, que es una comunidad microbiana organizada, forma parte del microbioma humano. “La Corynebacterium en la placa dental es como un gran árbol en un bosque, proporcionando hábitat para otras especies bacterianas“, explica Jessica Mark Welch, coautora del estudio y científica adjunta en MBL.
Este nuevo hallazgo destaca el papel estructural de las bacterias en la formación de biopelículas dentro de la placa dental
“Estas biopelículas son como selvas tropicales microscópicas. Las bacterias que habitan en ellas interactúan a medida que crecen y se dividen“, añade Scott Chimileski, científico investigador de MBL y autor principal del artículo. “Creemos que el inusual ciclo celular de C. matruchotii permite a esta especie formar estas redes muy densas en el núcleo de la biopelícula”, afirma.
La investigación da continuidad a un estudio de 2016 en el que se usó la técnica CLASI-FISH (marcado combinatorio e hibridación in situ fluorescente con imágenes espectrales) para visualizar la organización espacial de las bacterias en la placa dental de personas sanas. En aquel estudio se describieron los consorcios bacterianos como “erizos“, destacando el papel de las células de ‘C. matruchotii‘ en la estructura central de estas formaciones.
En el estudio actual, los investigadores utilizaron microscopía de lapso de tiempo para observar en tiempo real el crecimiento de las células filamentosas. Esto les permitió ver cómo estas bacterias interactúan y ocupan el espacio en su entorno. “Para entender cómo trabajan juntos los diferentes tipos de bacterias en la biopelícula de la placa, tenemos que entender la biología básica de estas bacterias, que no viven en ningún otro lugar excepto en la boca humana“, precisa Mark Welch.
Los dentistas recomiendan cepillarse los dientes (y, por lo tanto, eliminar la placa dental) dos veces al día. Sin embargo, esta biopelícula vuelve a aparecer por mucho que nos cepillemos los dientes. Al extrapolar los resultados de los experimentos de elongación celular medidos en micrómetros por hora, los científicos descubrieron que las colonias de ‘C. matruchotii‘ podían crecer hasta medio milímetro por día.
Esta investigación se basa en un artículo de 2016 que utilizó una técnica de imágenes llamada CLASI-FISH para visualizar la organización espacial de la placa dental recolectada de donantes sanos
Otras especies de ‘Corynebacterium‘ se encuentran en otras partes del microbioma humano, como la piel y el interior de la cavidad nasal. Sin embargo, las especies de Corynebacterium de la piel y la nariz son células más cortas, con forma de bastón, que no se alargan por extensión de la punta ni se dividen por fisión múltiple. “Algo en este hábitat muy denso y competitivo de la placa dental puede haber impulsado la evolución de esta forma de crecimiento“, argumenta Chimileski.
Las ‘C. matruchotii‘ carecen de flagelos, los orgánulos que permiten a las bacterias desplazarse. Como estas bacterias no pueden nadar, los investigadores creen que su singular elongación y división celular podrían ser una forma de explorar su entorno, de forma similar a las redes miceliares que se observan en los hongos y las bacterias Streptomyces que viven en el suelo.
“Si estas células tienen la capacidad de moverse preferentemente hacia los nutrientes o hacia otras especies para formar interacciones beneficiosas, esto podría ayudarnos a comprender cómo se produce la organización espacial de las biopelículas de la placa“, precisa Chimileski.
“Quién habría pensado que nuestras bocas familiares albergarían un microbio cuya estrategia reproductiva es prácticamente única en el mundo bacteriano“, reflexiona Gary Borisy, coautor del artículo y exdirector del Laboratorio de Biología Marina. Además, señala que el próximo desafío es comprender el significado de esta estrategia para la salud de la boca y el cuerpo.
