L’anatomia promuove la coesistenza neutrale dei ceppi nel microbioma della pelle umana

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Tutti i microbiomi associati all’ospite vivono in ambienti con variazioni ambientali strutturate spazialmente generate dall’anatomia e dalla fisiologia dell’ospite.

La struttura spaziale può essere considerata a più scale di lunghezza, dalla posizione lungo il tratto gastrointestinale fino al livello delle singole cripte e dalle regioni distanti sulla pelle fino al livello dei singoli pori. Rivelare la struttura spaziale delle comunità microbiche è fondamentale per interpretare la coesistenza di diversi microbi.

Lo studio

Cosa consente ai ceppi della stessa specie di coesistere in un microbioma? Qui, studiamo se l’anatomia dell’ospite può spiegare la co-residenza del ceppo di Cutibacterium acnes, la specie più abbondante sulla pelle umana. Ricostruiamo l’evoluzione e la migrazione sulla persona utilizzando il sequenziamento dell’intero genoma di colonie di C. acnes acquisite da soggetti sani, anche da singoli pori della pelle, e troviamo una notevole struttura spaziale a livello dei pori. Sebbene i lignaggi (insiemi di colonie separate da <100 mutazioni) con differenze di fitness in vitro coesistano all’interno di regioni su scala centimetrica, ogni poro è dominato da un singolo lignaggio. Inoltre, le colonie di un poro hanno tipicamente genomi identici. L’assenza di firme adattive suggerisce una fonte indipendente dal genotipo di bassa diversità all’interno dei pori. Proponiamo quindi che l’anatomia dei pori imponga colli di bottiglia casuali a singola cellula; la conseguente frammentazione della popolazione riduce la concorrenza e promuove la convivenza. I nostri risultati suggeriscono che gli interventi terapeutici che coinvolgono specie che vivono nei pori potrebbero concentrarsi sulla rimozione delle popolazioni residenti rispetto all’ottimizzazione della forma fisica probiotica.

 

Arolyn Conwill, Anne C. Kuan, Ravalika Damerla, A. Delphine Tripp, Eric J. Alm, Tami D. Lieberman. Gennaio 06, 2022. 30, 2, P171-182.E7 https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.12.007