Cercetătorii mapază sistematic interacțiunile dintre bacteriile intestinale comune
Înțelegerea modului în care bacteriile se influențează reciproc este esențială pentru a înțelege cum se formează și cum se mențin comunitățile microbiene.
Cercetătorii de la Universitatea Umeå au realizat o cartografiere sistematică a interacțiunilor dintre bacteriile intestinale comune, creând unul dintre cele mai cuprinzătoare seturi de date de acest tip. Studiul, publicat în Nature Communications, arată că interacțiunile inhibitoare predomină, identificând în același timp mecanisme prin care unele bacterii promovează creșterea altora.
Intestinul uman găzduiește sute de specii microbiene care formează comunități complexe legate de digestie, funcția imunitară și rezistența la infecții. Cu toate acestea, interacțiunile dintre multe specii microbiene rămân insuficient înțelese.
Prin testarea a peste 1.200 de interacțiuni între 36 de specii bacteriene intestinale reprezentative, cercetătorii au creat unul dintre cele mai cuprinzătoare seturi de date de acest tip.
Rezultatele au arătat că majoritatea interacțiunilor au fost negative, ceea ce înseamnă că o specie limita creșterea unei alte specii. Un motiv principal a fost că bacteriile își modificau mediul, în special prin schimbarea pH-ului, făcându-l mai acid.
„Rezultatele noastre arată că competiția este o caracteristică dominantă a microbiomului intestinal. În același timp, am găsit exemple specifice de cooperare și am identificat mecanismele moleculare din spatele acestora”, a declarat Bolor Buyanbadrakh, cercetător postdoctoral, Departamentul de Chimie, Universitatea Umeå și autor principal al studiului.
O descoperire a fost că Clostridium perfringens promovează creșterea Mediterraneibacter gnavus prin eliberarea de vezicule extracelulare, particule minuscule eliberate de bacterii care pot transporta molecule între celule. Studiul oferă dovezi că aceste vezicule pot influența direct creșterea unei alte specii bacteriene.
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că Veillonella parvula poate crește pH-ul mediului său, contracarând acidificarea cauzată de alte bacterii. Această schimbare a permis speciilor sensibile la acid, cum ar fi Parabacteroides merdae, să crească mai eficient, chiar și în comunități microbiene mai complexe.
„Înțelegerea modului în care bacteriile se influențează reciproc este esențială dacă dorim să prezicem sau, în cele din urmă, să manipulăm compoziția microbiomului într-un mod rațional. Munca noastră oferă atât un set mare de date despre interacțiuni, cât și perspective mecanistice care avansează domeniul în această direcție”, a spus André Mateus, profesor asistent la Departamentul de Chimie, lider de echipă la Laboratorul pentru Medicină Moleculară a Infecției Suedia (MIMS) și autor senior al studiului.
Prin dezvăluirea atât a mecanismelor competitive, cât și a celor cooperative dintre bacteriile intestinale, studiul oferă o bază pentru a prezice cum se formează și se schimbă comunitățile microbiene în timp.
Studiul a fost realizat printr-o colaborare între cercetători de la Departamentul de Chimie, Departamentul de Biologie Moleculară, Laboratorul pentru Medicină Moleculară a Infecției Suedia (MIMS) și Centrul Umeå pentru Cercetări Microbiene (UCMR) de la Universitatea Umeå. Pe lângă grupul Mateus, munca a implicat grupurile de cercetare ale lui Madeleine Ramstedt, Sun Nyunt-Wai și Björn Schröder. Studiul a fost susținut de finanțare din partea Consiliului Suedez pentru Cercetare, Consiliul European pentru Cercetare (ERC), Fundația Knut și Alice Wallenberg, Kempestiftelserna și Fundațiile Jeansson.
