Изображения показывают, как бактерии формируют сообщества на языке человека

Исследователи из США с помощью недавно разработанной техники флуоресцентной визуализации создали высокодетализированные карты микробных сообществ на человеческом языке. Изображения, представленные 24 марта в журнале Cell Reports, показывают, что микробные биоплёнки на поверхности языка имеют сложную, высокоструктурированную пространственную организацию.

«Бактерии на языке — это не просто случайная куча. Они больше похожи на орган нашего тела», — говорит старший автор Гэри Бориси из Института Форсайта и Гарвардской школы стоматологической медицины.

В новом исследовании учёные использовали технику Combinatorial Labeling and Spectral Imaging—Fluorescence in situ Hybridization (CLASI-FISH), разработанную в лаборатории Бориси. Этот метод позволяет маркировать определённый тип микроорганизмов несколькими флуорофорами, что значительно расширяет количество различных видов микробов, которые можно одновременно идентифицировать и локализовать в одном поле зрения.

Сначала исследователи проанализировали данные секвенирования, чтобы определить основные бактериальные таксоны в небольших образцах, соскобленных с языков 21 здорового участника. Образцы состояли из свободных бактерий, бактерий, связанных с эпителиальными клетками хозяина, и бактерий, организованных в консорциумы — структурно сложные, многослойные биоплёнки.

Консорциумы демонстрировали мозаичную структуру, состоящую из пространственно локализованных доменов, в которых доминировал один таксон. Они варьировались по форме, но обычно имели длину от десятков до сотен микрометров, ядро из эпителиальных клеток и чётко определённую периферию. На языках всех испытуемых были консорциумы, состоящие из трёх родов: Actinomyces, Rothia и Streptococcus.

• Actinomyces часто располагались ближе к ядру.
• Rothia часто наблюдались крупными скоплениями ближе к внешней части консорциума.
• Streptococcus образовывал тонкую корку на внешней стороне консорциумов, а также прожилки или скопления в их внутренней части.

Изображения также показали, что некоторые таксоны, способные к восстановлению нитратов (Actinomyces, Neisseria, Rothia и Veillonella), являются заметными компонентами консорциумов языка. Это позволяет предположить, что небольшие бугорки на поверхности человеческого языка могут быть структурированы так, чтобы способствовать росту бактерий, преобразующих нитрат слюны в нитрит — функцию, не закодированную в геноме человека-хозяина.