Las bacterias de las caries protegen los dientes humanos

Estudiar las bacterias en una placa de Petri o en un tubo de ensayo ha permitido comprender cómo funcionan y, en algunos casos, contribuyen a la enfermedad. Pero este enfoque deja fuera detalles cruciales sobre cómo actúan las bacterias en el mundo real.
Tomando otro enfoque, unos investigadores de la Facultad de Medicina Dental de la Universidad de Pensilvania y del Instituto de Tecnología de Georgia imaginaron las bacterias que causan caries en tres dimensiones en su entorno natural, la pegajosa biopelícula conocida como placa dental que se forma en los dientes de los niños pequeños que se ven afectados por las caries.
El trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, descubrió que el Streptococcus mutans, una de las principales especies bacterianas responsables de la caries dental, está encapsulada en una comunidad protectora de varias capas de otras bacterias y polímeros que forman una organización espacial única asociada con la ubicación de la aparición de la enfermedad.
«Comenzamos con estas muestras clínicas, extrayendo dientes de niños con caries graves», dice Hyun (Michel) Koo de Penn Dental Medicine, un coautor principal de la obra. «La pregunta que surgió en nuestras mentes fue, ¿cómo están organizadas estas bacterias y su arquitectura específica puede decirnos algo sobre la enfermedad que causan?»
Para responder a esta pregunta, los investigadores, entre los que se encontraban el autor principal Dongyeop Kim de Penn Dental Medicine y el coautor principal Marvin Whiteley de Georgia Tech, utilizaron una combinación de microscopía electrónica de barrido y confocal de súper resolución con análisis computacional para diseccionar la disposición de S. mutans y otros microbios del biofilm intacto en los dientes. Estas técnicas permitieron al equipo examinar el biofilm capa por capa, obteniendo una imagen tridimensional de las arquitecturas específicas.
Investigadores de la Universidad de Pensilvania descubrieron que la bacteria responsable de la caries dental se «escuda» bajo mantas de azúcares y otras bacterias en un arreglo similar a una corona, ayudándola a evadir los antimicrobianos y a concentrar sus ácidos dañinos sobre los dientes.
Este enfoque, de entender las ubicaciones y patrones de las bacterias, es uno que Whiteley ha perseguido en otras enfermedades.
«Está claro que identificar los componentes del microbioma humano no es suficiente para entender su impacto en la salud humana», dice Whiteley.
En el trabajo actual, los investigadores descubrieron que los S. mutans en la placa dental aparecían más a menudo de una manera particular: dispuestos en un montículo contra la superficie del diente. Pero no estaban solos. Mientras que S. mutans formaba el núcleo interno de la arquitectura, otras bacterias, como la S. oralis, formaban capas externas adicionales dispuestas con precisión en una estructura similar a una corona. Apoyando y separando estas capas estaba un andamio extracelular hecho de azúcares producidos por S. mutans, encapsulando y protegiendo eficazmente a la bacteria causante de la enfermedad.

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