Микробы могут образовывать "суперорганизмы", которые ползают по нашим зубам

Бактерии и грибки могут объединить свои усилия, чтобы разрушить ваши зубы, говорится в одном неожиданном исследовании.

Изучая микробы, вызывающие агрессивный кариес у малышей, Жи Рен, исследователь стоматологии из Университета Пенсильвании, заметил под микроскопом два разных организма, выступающих единым фронтом.

Дальнейшие исследования в лаборатории изучили, как эти бактериально-грибковые кластеры в слюне человека могут работать вместе в полости рта, вызывая гниение зубов.

Результаты показали наличие у кластеров нескольких "эмерджентных функций", благодаря которым эти виды действуют почти как совершенно новый суперорганизм, включая новые способности к перемещению и распространению по зубам.

Объединенные патогены были пойманы на том, что они делали то, чего не смогли бы сделать самостоятельно.

Обычно малоподвижные бактерии, Streptococcus mutans, больше не были привязаны к капризам слюны. Прицепившись к вытянутым рукам дрожжей Candida albicans, бактерии теперь могли передвигаться "прыжками", постоянно увеличиваясь по мере распространения.

Это открытие "плохого парня" - суперорганизма - действительно новаторское и непредвиденное", - говорит микробиолог Кнут Дрешер из Базельского университета в Швейцарии.

"Никто не мог этого предсказать".

Дело не в том, что бактерии и грибки никогда раньше не работали вместе. Многоклеточные биопленки являются причиной многих человеческих инфекций. Дело в том, что наши знания о том, как развиваются и работают эти сообщества, остаются ограниченными.

В лаборатории авторы настоящего исследования обнаружили, что скопления бактерий могут прикрепляться к телу, ветвям и внешним сахарам грибковых дрожжей.

Как группа, эта клеточная сеть может легче прикрепляться к зубам, чем клетки по отдельности. Суперорганизм" также демонстрирует более высокую устойчивость к противомикробным препаратам и чистке зубов.

Но самое сумасшедшее - это то, как суперорганизм передвигается.

В то время как у некоторых бактерий есть маленькие руки, с помощью которых они плавают, S. mutans обычно неподвижен. На самом деле, ни C. albicans, ни S. mutans не могут двигаться как таковые, но поскольку C. albicans может вытягивать свои руки, он представляет собой идеальное транспортное средство для попутчика.

Когда бактерии прикрепляются к этим грибковым нитям, они могут "прыгать" вперед и сливаться с другими биопленками.

При тестировании суперорганизмов на поверхностях, похожих на зубы, исследователи обнаружили, что бактерии двигались со скоростью более 40 микрон в час, что аналогично скорости движения ранозаживляющих молекул в человеческом организме.

В течение нескольких часов после того, как два патогена связались, авторы наблюдали, как бактерии перепрыгивают на субстраты на расстоянии 100 микрон, что более чем в 200 раз превышает их обычную длину тела.

Насколько известно команде, никто другой не сообщал о подобной мобильности на групповом уровне.

"Динамичные грибково-бактериальные взаимодействия приводят к образованию надстроек биопленок, которые вызывают обширные и более серьезные повреждения поверхности зубной эмали", - пишут авторы.

Если бактерии и грибки смогут каким-то образом не связываться друг с другом, то, по мнению исследователей, это может помочь предотвратить кариес.

Но это открытие имеет значение и по причинам, не связанным со стоматологией.

Новые результаты могут помочь объяснить, как подобные суперорганизмы так быстро распространяют инфекционные заболевания или вызывают загрязнение окружающей среды.

"Этот коллективный многоклеточный способ миграции открывает интригующие возможности", - пишут авторы.

"Это может быть стохастический механизм мобильности, используемый межцарственными колонизаторами для расширения ареала поблизости или, возможно, стратегия навигации в нужном направлении или месте".

Исследование было опубликовано в журнале PNAS.