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Plan détaillé de microbiome humain de langue

Une étude neuve publiée dans la cellule de tourillon indique en mars 2020 à des états l'utilisation des techniques d'imagerie spectrales avancées et rapides de développer un plan détaillé des communautés microbiennes sur la langue humaine. La recherche aidera à comprendre comment de telles communautés élèvent et forment les configurations dispensées.

Écologie spatiale et CLASH-FISH

L'écologie spatiale ou l'écologie d'horizontal est un champ de recherche qui vérifie la formation des configurations spatiales parmi les communautés bactériennes. L'importance de la « texture » (le plus petit élément étant observé) et la « ampleur » (la gamme des observations) sont des causes déterminantes importantes de l'écaille de l'inspection. L'écaille est essentielle quand il s'agit de théories de construction au sujet de la façon dont de telles communautés sont dispensées.

Comment de telles configurations sont-elles formées ? Dans la bouche humaine, au moins, la réponse comprend des facteurs tels que la température, l'humidité nivelle, le flux de la salive, le niveau de l'oxygène, le pH, et le nombre de des abrasions de fois ou des procédures d'hygiène buccale se produisent. En plus de ces facteurs de macroniveau, les microbes eux-mêmes produisent et utilisent les composés métaboliques, éléments nutritifs, et les inhibiteurs, y compris les molécules antimicrobiennes. Ils empêchent également matériel d'autres microbes d'occuper l'espace principal, ou leurs surfaces peuvent offrir de bons endroits pour que d'autres microbes grippent à. De telles interactions mènent à une diverse et fonctionellement redondante communauté, qui est plus ou moins stable et métaboliquement en activité selon les niveaux de l'interaction inter-microbienne.

Pour tracer l'orientation dans l'espace, d'autres facteurs doivent être connus, comme la distance entre les microbes ainsi que la distance entre les microbes et autre des caractéristiques d'hôte telles que la cellule hôte la plus proche ou la surface d'un film biologique dont le microbe est une représentation de cloison est employée pour obtenir l'information sur de telles configurations au niveau individuel de cellules aux écailles de jusqu'à un mm.

Le développement d'un marquage combinatoire appelé de technique avec l'hybridation in situ de représentation-fluorescence spectrale (CLASI-FISH) a aidé les types microbiens multiples pour être recensé et localisé en même temps en marquant n'importe quel type donné de microbe avec les fluorophores multiples. Ceci aide à concevoir l'agencement spatial d'un système entier des microbes formant les communautés microbiennes à l'écaille de micron.

Film biologique bactérien gratté de la surface de la langue et imagé utilisant CLASI-FISH. Le tissu épithélial humain forme un faisceau central (gris). Les couleurs indiquent différentes bactéries : Les actinomyces (rouges) occupent une région près du faisceau ; Le streptocoque (vert) est localisé dans une croûte extérieure et dans les pistes dans l
Film biologique bactérien gratté de la surface de la langue et imagé utilisant CLASI-FISH. Le tissu épithélial humain forme un faisceau central (gris). Les couleurs indiquent différentes bactéries : Les actinomyces (rouges) occupent une région près du faisceau ; Le streptocoque (vert) est localisé dans une croûte extérieure et dans les pistes dans l'intérieur. D'autres taxa (Rothia, bleu-vert ; Neisseria, jaune ; Veillonella, magenta) sont présents dans les boîtiers et les pistes qui proposent l'accroissement de la communauté vers l'extérieur du faisceau central. Crédit d'image : Steven Wilbert et Gary Borisy, l'institut de Forsyth

L'étude

L'étude actuelle emploie la représentation multibande de fluorescence pour déterminer son rôle en écologie spatiale pour les systèmes microbiens sur la langue. Ici il y a les microbes en masse groupés multiples en contact avec l'épithélium humain et également avec d'autres habitats oraux comme la muqueuse de la bouche et des dents.

Les chercheurs ont utilisé un grattoir de langue en plastique strié pour rassembler un spécimen gratté de nouveau au front. La taille et l'agencement interne de ces éclats de film biologique les ont aboutis à conclure qu'elles ont représenté l'agencement spatial des bactéries aux niveaux variés du dos de langue loyalement au-dessus d'une écaille des centaines de micromètres. Ces niveaux comprennent les hauts des papilles filiformes couvrant la langue, les vallées entre elles, et les colonnes vertébrales fines projetant de elles, qui hébergent des bactéries de différents types.

Les chercheurs ont recensé la première fois le bactérien principal saisit les échantillons grattés des langues de 21 volontaires en bonne santé par l'ordonnancement, et a alors analysé chaque type pour germer avec un à pleine vue de la structure du microbiome dans le petit groupe suffisant pour permettre à chacune de la substance principale d'être affectés son propre endroit sur la langue.

La plupart des gènes microbiens dans la communauté de langue sont constituées d'un numéro limité des oligotypes, selon le projet humain de Microbiome (HMP). En joignant chaque oligotype dans la bouche aux types bactériens dans la base de données orale humaine augmentée de Microbiome (eHOMD), les chercheurs ont recensé 17 genres bactériens actuels dans plus de 80% de gens et de former 0,5% des microbes. Utilisant ordonnancer des caractéristiques du HMP, ils ont constaté que 95% ou plus des séquences bactériennes est venu d'un ensemble assimilé de genres.

Les chercheurs concluent que ces genres sont « vraisemblablement de former le cadre spatial et métabolique du microbiome sain du TD. »

Organisme spatial

Les chercheurs ont trouvé trois types d'agencements microbiens : bactéries libres, bactéries sur les cellules épithéliales squamous, et consortiums bactériens, ou structurellement groupes complexes. Ce dernier étaient des films biologiques bactériens faits de plusieurs couches de microbes, avec une limite distincte et un faisceau épithélial.

L'analyse bactérienne de composition dans chaque catégorie et emplacement spatial a prouvé que les consortiums étaient plus homogènes que les autres catégories, avec les configurations bactériennes assimilées en travers de tous les échantillons. Les bactéries libres et liées par épithélium se sont produites unique ou dans de petits boîtiers. En revanche, chaque consortium a manifesté la même structure localisée de correction, chacune dominée par un type bactérien.

Chaque correction a une limite distincte, est des dix aux centaines de micromètres longtemps, et a un faisceau des cellules épithéliales muqueuses humaines. Les consortiums vivent entre la zone de périmètre, qui est exposée à la salive et à l'oxygène, et le faisceau épithélial.

Au moins un échantillon de chaque participant, et plus de 95% d'images d'échantillon, a montré la présence de 3 genres : Actinomyces, Rothia, et streptocoque. Chacun a eu ses propres moyens « endroit doux » dans le consortium, avec des actinomyces formant de grands domaines continus près du faisceau ou pistes entre les corrections d'autres bactéries. Rothia a formé de grandes corrections près du périmètre ainsi qu'autour d'un faisceau des cellules épithéliales ou bactériennes. Dans une couche si corticale, le Rothia était souvent cassé par des flots ou des corrections d'autres types bactériens. Le streptocoque a formé une couche externe mince sur le consortium ainsi que les veines ou les corrections à l'intérieur de lui.

D'autres types importants de bactéries vus dans les échantillons provenant de toutes les personnes dans l'étude ont compris Veillonella, Gemella, Neisseriaceae, et phylum Saccharibacteria. Certains de ces types bactériens peuvent être d'aider à convertir le nitrate dans la salive en nitrite et à aider ainsi à régler les niveaux de l'oxyde nitrique dans le fuselage. Moins qu'un cinquième des cellules n'ont pas été souillés avec les sondes spécifiques l'unes des.

Ensuite, les chercheurs ont regardé les différents genres dans le consortium, chaque substance à moins d'un genre, et une substance en particulier qui était vraisemblablement le préposé du service de ce genre sur la langue. Comme prévu des caractéristiques de HMP, ils ont trouvé, par exemple, que Rothia a été représenté par le mucilaginosa de R., actinomyces par odontolyticus d'A., et dans beaucoup de peu de mesure, le graevenitizii d'A., et le Neisseria par des flavescens de N. Le mitis de S., le salivarius de S. et les parasanguinis de S. ont été trouvés sur tous les consortiums mais dans différentes places.

La formation des consortiums

Les scientifiques présument que les cellules bactériennes sur la poussée de dos de langue sur l'un l'autre pendant qu'ils se multiplient. Chaque type augmente plus rapidement en nombre dans l'endroit qui est idéal pour leur accroissement, menant aux corrections inégalement formées. C'est l'origine de l'agencement de correction vu dans le microbiome mature. Dans la pathologie, la structure de la communauté microbienne a pu varier.

« Notre étude est nouvelle parce que personne avant qu'ait pu regarder le film biologique sur la langue d'une manière dont discerne toutes les différentes bactéries de sorte que nous puissions voir comment elles s'arrangent, » le chercheur Gary Borisy dit. La « majeure partie des anciens travaux sur les communautés bactériennes a employé des approches basées sur ordonnancer d'ADN, mais pour obtenir la séquence d'ADN, vous devez d'abord meuler vers le haut de l'échantillon et extraire l'ADN, qui détruit toute la belle structure spatiale qui était là. La représentation avec notre technique de CLASI-FISH nous laisse préserver la structure spatiale et recenser les bactéries en même temps. »

En d'autres termes, cette technique d'imagerie pouvait recenser la plupart des cellules dans chaque consortium, ainsi que leur agencement d'abondance et spatial par rapport à la source de nutrition et à l'emplacement du substrat.

Les études de micromètre-écaille aident à différencier les communautés microbiennes par rapport à leur agencement biologique. L'utilisation des sondes substance substance prouve que beaucoup d'espèces sont des spécialistes en site se produisant à un site, comme la plaque dentaire, mais pas dans l'autre, c.-à-d., le dos de langue.

Les chercheurs concluent, « bien que la représentation soit seulement une de plusieurs technologies clé, il fournit la seule indemnité de nous montrer l'objectif : l'horizontal et les structures que les microbes établissent et que nous devons expliquer et réplique afin d'avoir réalisé une compréhension de communauté microbienne. »

Journal reference:

Wilbert et al., Spatial ecology of the human tongue dorsum microbiome, Cell Reports 30, 1–13 (2020), https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)30271-0

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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