Oral Biofilm Architecture at the Microbial Scale

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Oral Biofilm Architecture at the Microbial Scale
Maria D. Ferrer and Alex Mira
Por muito tempo o conhecimento da microbiologia foi baseado na cultura de laboratório dos microorganismos. Entretudo, foi identificado que algumas dificuldades em cultivo e contagem destes. Neste contexto o estudo genômico dos microorganismo permitiu que fossem identificados e estudados novos filos antes desconhecidos. 
Porém mesmo com o uso de uma tecnologia bem mais avançada e um conhecimento maior sobre os microorganismos presentes no biofilme oral humano os cientista não consegue desvendar totalmente o seu funcionamento e particularidades. Uma solução proposta é o uso de marcadores fluorescente que rotulam as bactérias mais prevalentes se mostram também como um possível avanço.
O uso do fluorescent in situ hybridization foi tradicionalmente instrumentada para confirmar a presença de microorganismos em diferentes amostras, mas suas limitações em comunidade de bactérias complexas são a falta de especificidades das sondas e acima de tudo não mais de duas ou três bactérias podiam ser vistas simultaneamente devido a sobreposição da emissão de comprimentos de ondas específicos para que esta molécula fique fluorescente. Recentemente houve uma variação na técnica o padrão de comprimentos de onda foi trocado por um espectro inteiro fluorescente concedeu uma resolução suficiente para distinguir entre os marcadores mesmo se houver a sobreposição na emissão.
Mark Welchand e colegas aplicaram este método em uma parte do biofilme oral simultaneamente marcando bactérias com até 10 diferentes marcadores fluorescentes com o objetivo de selecionar um grupo de bactérias para estudo. Eles analisaram que uma grande quantidade de informações do projeto Human Microbiome Project que os microorganismo encontrados não eram só prevalentes como únicos em cada nicho oral. Eles concluíram que treze gêneros correspondem a mais de 85% dos dados de sequenciamento disponível. O resultado final obtido foi que o biofilme oral pode ser vista como um ecosistema invisível que possui diversidade e interações que podem ser consideradas.
Ao analisar o mesmo nicho na cavidade consegue-se encontrar diferentes microambientes com algumas bactérias mais especializadas em diferentes superfícies do mesmo dente ou sulco gengival. O uso da CLASI-FISH trouxe uma inovação na observação das bactérias presentes no biofilme, suas relações entre as espécies e a estruturação do mesmo. Foi identificado que o biofilme e dividido em patamares que que cada tipo de bactéria ao se multiplicar adquire um formato em grupo diferente em cada espécie e possui também diferentes funções para a manutenção do biofilme oral.
Nos últimos anos tem-se observado uma melhoria nas técnicas de identificação microbiana, a técnica CLASI-FISH consegue identificar essa relação entre as espécies e a interdependência entre as integrantes do biofilme. E com o avanço desta técnica se aumenta cada vez mais o número de microorganismos descobertos e estudados.
Enquanto amostras do trabalho de Mark Welch foram coletadas de indivíduos saudáveis, quando a técnica é aplicada a condições doentes no futuro, ele pode revelar diferenças na estrutura da comunidade e interações que ajudarão a entender a natureza da disbiose microbiana. Muitas transições na investigação em microbiologia têm sido permitidas por melhorias metodológicas. A técnica CLASI-FISH poderia muito bem representar uma janela para finalmente visualizar a ecologia microbiana.