Τα μικρόβια μπορούν να σχηματίσουν υπεροργανισμούς που σέρνονται στα δόντια μας

Τα βακτήρια και οι μύκητες μπορούν να ενώσουν τις δυνάμεις τους για να προκαλέσουν όλεθρο στα δόντια σας, σύμφωνα με μια κάπως τυχαία ανακάλυψη.

Όταν εξέτασε τα μικρόβια που προκαλούν επιθετική τερηδόνα των δοντιών των νηπίων, ο Zhi Ren, οδοντιατρικός ερευνητής από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, παρατήρησε δύο διακριτούς οργανισμούς που παρουσιάζουν ένα ενιαίο μέτωπο κάτω από το μικροσκόπιο.

Περαιτέρω έρευνα στο εργαστήριο διερεύνησε πώς αυτά τα σμήνη βακτηρίων-μυκήτων στο ανθρώπινο σάλιο θα μπορούσαν να συνεργαστούν στο στόμα για να προκαλέσουν ασθένεια σήψης των δοντιών.

Τα ευρήματα αποκαλύπτουν αρκετές «αναδυόμενες λειτουργίες» των συστάδων, οι οποίες κάνουν το είδος να λειτουργεί σχεδόν σαν ένας εντελώς νέος υπεροργανισμός – συμπεριλαμβανομένων νέων ικανοτήτων να κινείται και να εξαπλώνεται στα δόντια μας.

Τα συζευγμένα παθογόνα πιάστηκαν να κάνουν πράγματα που διαφορετικά δεν θα μπορούσαν να επιτύχουν μόνοι τους.

Τα συνήθως καθιστικά βακτήρια, Streptococcus mutans , δεν ήταν πια δεμένοι με τις ιδιοτροπίες του σάλιου. Οτοστόπ στα εκτεινόμενα μπράτσα της μαγιάς, Candida albicans , τα βακτήρια θα μπορούσαν τώρα να κινούνται «πηδώντας», αυξάνοντας συνεχώς καθώς εξαπλώνονται.

«Αυτή η ανακάλυψη ενός υπεροργανισμού «κακός» είναι πραγματικά πρωτοποριακή και απρόβλεπτη», λέει ο μικροβιολόγος Knut Drescher από το Πανεπιστήμιο της Βασιλείας στην Ελβετία.

"Κανείς δεν θα το είχε προβλέψει."

Δεν είναι ότι βακτήρια και μύκητες δεν έχουν ξαναβρεθεί να συνεργάζονται. Τα πολυκύτταρα βιοφίλμ προκαλούν πολλές ανθρώπινες μολύνσεις. Είναι περισσότερο ότι οι γνώσεις μας για το πώς αναπτύσσονται και λειτουργούν αυτές οι κοινότητες παραμένουν περιορισμένες.

Στο εργαστήριο, οι συγγραφείς της τρέχουσας μελέτης ανακάλυψαν ότι τα σμήνη βακτηρίων μπορούν να προσκολληθούν στο σώμα, στα κλαδιά και στα εξωτερικά σάκχαρα των μυκητιακών ζυμών.

Ως ομάδα, αυτό το κυτταρικό δίκτυο μπορεί πιο εύκολα να προσκολληθεί στα δόντια παρά στα κύτταρα από μόνα τους. Ο «υπεροργανισμός» δείχνει επίσης ισχυρότερη ανοχή στα αντιμικροβιακά και στο βούρτσισμα.

Αλλά το πιο τρελό είναι πώς κινείται ο υπεροργανισμός.

Ενώ ορισμένα βακτήρια έχουν μικρά μπράτσα που τα χρησιμοποιούν για να κολυμπούν γύρω, το S. mutans είναι συνήθως ακίνητος. Στην πραγματικότητα, ούτε το C. albicans ούτε S. mutans μπορεί να κινηθεί ως τέτοιο, αλλά επειδή το C. albicans μπορεί να απλώσει τα χέρια του έξω, παρέχει το τέλειο όχημα για έναν ωτοστόπ.

Όταν τα βακτήρια προσκολλώνται σε αυτά τα διερευνητικά νημάτια μυκήτων, μπορούν ουσιαστικά να «πηδήσουν» προς τα εμπρός για να συγχωνευθούν με άλλα βιοφίλμ.

Όταν δοκίμασαν τους υπεροργανισμούς σε επιφάνειες που μοιάζουν με δόντια, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια κινούνταν με ταχύτητα μεγαλύτερη από 40 μικρά την ώρα, παρόμοια με την ταχύτητα κίνησης των μορίων που επούλωση πληγών στο ανθρώπινο σώμα.

Μέσα σε λίγες ώρες από τη σύνδεση των δύο παθογόνων, οι συγγραφείς έπιασαν βακτήρια να πηδούν σε υποστρώματα 100 μικρά μακριά, σε απόσταση μεγαλύτερη από 200 φορές μεγαλύτερη από το συνηθισμένο μήκος του σώματος τους.

Από όσο γνωρίζει η ομάδα, κανείς άλλος δεν έχει αναφέρει αυτό το είδος κινητικότητας σε επίπεδο ομάδας.

"Οι δυναμικές αλληλεπιδράσεις μυκήτων-βακτηρίων οδηγούν σε υπερδομές βιοφίλμ που προκαλούν εκτεταμένη και πιο σοβαρή βλάβη στην επιφάνεια του σμάλτου των δοντιών", γράφουν οι συγγραφείς.

Εάν τα βακτήρια και οι μύκητες μπορούν με κάποιο τρόπο να σταματήσουν να συνδέονται μεταξύ τους, οι ερευνητές πιστεύουν ότι μπορεί να βοηθήσει στην πρόληψη της τερηδόνας.

Αλλά η ανακάλυψη έχει επίσης σημασία για λόγους εκτός της οδοντιατρικής εργασίας.

Τα νέα ευρήματα θα μπορούσαν να εξηγήσουν πώς παρόμοιοι υπεροργανισμοί μεταδίδουν μολυσματικές ασθένειες ή προκαλούν μόλυνση του περιβάλλοντος με τέτοια ταχύτητα.

"Αυτός ο συλλογικός πολυκυτταρικός μεταναστευτικός τρόπος ανοίγει ενδιαφέρουσες δυνατότητες", γράφουν οι συγγραφείς.

"Αυτός θα μπορούσε να είναι ένας μηχανισμός στοχαστικής κινητικότητας που χρησιμοποιείται από τους αποικιστές του μεσοβασιλείου για την ενίσχυση της επέκτασης εμβέλειας κοντά ή πιθανώς μια στρατηγική πλοήγησης προς μια επιθυμητή κατεύθυνση ή τοποθεσία."

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο PNAS .