Une nouvelle étude a montré que le comportement des colonies de bactéries orales n'est pas très différent de la façon dont nous, les humains, nous installons dans les villes.
Il y a une raison pour laquelle les bactéries vivent en «colonies», et plus nous en apprenons sur la façon dont ces petits architectes construisent leurs communautés, plus leur comportement nous semble familier.
Une nouvelle étude qui examine comment plusieurs colons individuels se transforment en microcolonies a révélé des modèles et des dynamiques de croissance qui reflètent nos propres tendances urbaines.
«Nous avons observé des centaines de bactéries se propager sur la surface de leur colonisation initiale à la formation de biofilm», explique Hyun Ku de l'Université de Pennsylvanie.
“Et nous voyons que les caractéristiques spatiales et structurelles de leur croissance sont similaires à ce que nous voyons dans l'urbanisation.”
Comme dans la nature, les bactéries dans la bouche vivent dans des structures complexes appelées biofilms. En fait, 99,9% des procaryotes vivent avec des millions d'autres voisins dans l'une de ces colonies.
Les biofilms sont partout, mais si vous en avez sur les dents, nous les appelons plaque. Dans ce sédiment dense et collant, les bactéries sont protégées des influences environnementales telles que le dentifrice, la soie dentaire ou même les antibiotiques.
Il s'accumule lorsque plusieurs colons individuels se transforment en microcolonies, mais la façon dont cela se produit exactement reste inexplorée.
ature Communications, 2020
En utilisant la bactérie orale Streptococcus mutans, les chercheurs ont montré que les cellules microbiennes sont déposées au hasard et quel que soit le type de surface. Cependant, seule une fraction des colonisateurs commence réellement à se regrouper, élargissant leur échelle «en combinant des bactéries voisines en microcolonies densément peuplées».
«Nous pensions que la plupart des bactéries se développeraient», dit Ku. “Mais le nombre réel était inférieur à 40 pour cent, et le reste meurt ou est absorbé dans la croissance d'autres microcolonies.”
Dès que les grappes apparaissent, quelque chose de vraiment curieux se produit: elles commencent à interagir les unes avec les autres, se développent et se combinent en microcolonies densément peuplées à l'échelle du micron, qui s'étendent et fusionnent davantage, formant une superstructure de biofilm.
Cette collaboration est intéressante, car des études antérieures ont rapporté une compétition bactérienne chez d'autres espèces, en particulier lorsque les nutriments sont faibles.
Dans ce cas, les nutriments n'ont affecté que la formation réelle de la colonie. Après cela, “les microcolonies individuelles (distantes ou proches) ont continué à se développer sans interruption jusqu'à ce qu'elles fusionnent les unes avec les autres, et les structures combinées se sont comportées et ont grandi comme une seule nouvelle communauté harmonisée”, écrivent les chercheurs.
Ce n'est que lorsque des espèces exotiques plus antagonistes ont été introduites que cette unité apparemment pacifique a été affectée et que la croissance des microcolonies a été ralentie.
«Ces communautés (microcolonies) peuvent s'étendre et fusionner les unes avec les autres dans un esprit de coopération, sans concurrence entre communautés voisines», concluent les auteurs.
Il s'agit d'un type de croissance qui indique un “ comportement communautaire entre micro-organismes '', et il est similaire à l'urbanisation humaine, où certains colons restent stationnaires tandis que d'autres se transforment en villages, qui se développent davantage en micro-colonies ou villes densément peuplées, puis fusionnent en mégapoles. .
«C'est une analogie utile», dit Ku. «Nous ne disons pas que les bactéries sont anthropomorphes. Mais cette perspective de croissance des biofilms nous donne une image multi-échelle et multidimensionnelle de leur croissance, ce que nous n'avions jamais vu auparavant.
La recherche a été publiée dans Nature Communications.
Sources: Photo: CDC / Bibliothèque d'images de santé publique
