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# Biologie# Microbiologie

Compétition entre les bactéries de la peau : plongée en profondeur

Cette étude révèle comment les souches de bactéries cutanées interagissent et se concurrencent.

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Notre peau abrite plein de petites choses vivantes qu'on appelle des microbes, dont des bactéries. Ces microbes peuvent changer au cours de notre vie et viennent de différentes parties de notre corps, comme notre intestin, notre bouche et notre peau. Même si des gens qui vivent ensemble peuvent avoir certains des mêmes microbes, chaque personne a tendance à avoir son propre mélange unique. Cette unicité pourrait être due à plusieurs facteurs, comme la manière dont notre système immunitaire réagit, nos habitudes alimentaires, notre hygiène et les autres microbes qui vivent avec nous.

Un domaine qui n'a pas été étudié en profondeur, c'est comment les bactéries du même type peuvent se faire concurrence. Les bactéries peuvent se nuire ou se bloquer mutuellement de différentes manières. Cette Compétition peut venir du même type de bactéries ou de types différents. La plupart des recherches se sont concentrées sur la façon dont les différentes types de bactéries se battent entre elles, pas tellement sur la façon dont le même type interagit. Cependant, comme les bactéries du même type partagent souvent le même espace, leur compétition pourrait être encore plus forte.

Dans cette étude, on se concentre sur un type de bactérie appelé Staphylococcus Epidermidis, qui vit souvent sur notre peau, surtout sur notre visage. La peau du visage de chaque personne abrite généralement de nombreuses souches différentes de cette bactérie. Même parmi les membres d'une famille, le mélange de ces souches peut avoir l'air très différent. Staphylococcus epidermidis produit différentes substances pour nuire à d'autres bactéries, et comprendre comment ces interactions fonctionnent peut aider à expliquer pourquoi on a des mélanges si uniques de bactéries sur notre peau.

Objectif

Le but principal de cette recherche est de comprendre comment la compétition entre les souches de Staphylococcus epidermidis affecte leur capacité à se propager et à survivre sur notre peau. En étudiant comment les différentes souches interagissent, on espère en apprendre plus sur pourquoi les gens ont tendance à abriter des souches spécifiques et comment ces bactéries fonctionnent dans l'environnement de la peau.

Méthodes de Recherche

Pour explorer cette compétition, on a collecté des souches de Staphylococcus epidermidis chez diverses personnes, en particulier au sein des familles. On a aussi récupéré des souches d'autres types de bactéries trouvées sur la peau. En testant ces souches les unes contre les autres dans un laboratoire, on peut voir à quelle fréquence elles se nuisent ou se bloquent mutuellement.

On a créé une grande bibliothèque de souches de Staphylococcus epidermidis et fait plein de tests pour voir comment elles interagissent. Chaque test consistait à mélanger différentes souches pour voir si l'une pouvait empêcher l'autre de croître. On a quantifié ces interactions pour mieux comprendre à quelle fréquence ces événements compétitifs se produisent.

Résultats Clés

Antagonisme au Sein de l'Espèce

Nos tests ont révélé que les bactéries de la même espèce se font souvent concurrence. Cette compétition n'est pas seulement courante, mais joue un rôle important dans la détermination des souches qui prospèrent dans l'environnement cutané d'un individu. Étonnamment, la majorité des bactéries dans un échantillon mélangé ne se battent pas autant qu'on pourrait s'y attendre. Cela suggère que l'environnement peut réduire ces conflits dans certaines conditions.

On a constaté que certaines souches bactériennes, qu'on appelle 'super-antagonistes', jouaient un rôle important dans le blocage de la croissance des autres. Elles produisaient des substances qui pouvaient freiner la croissance de nombreuses autres souches. Cet effet ne se limitait pas à une seule espèce de bactéries ; il s'étendait aussi aux interactions avec différents types de bactéries trouvées sur la peau.

Variabilité dans les Interactions Antagonistes

Une observation importante était que, bien que certaines souches nuisent systématiquement aux autres, cette capacité n'était pas répartie de manière égale. L'efficacité d'une souche à nuire à une autre ne pouvait pas être prédite simplement sur la base de leurs similitudes génétiques. Cela montre que les facteurs influençant ces interactions sont complexes et impliquent des mécanismes qui peuvent changer rapidement.

De plus, on a vu que beaucoup de comportements antagonistes étaient liés à des changements génétiques au sein des souches. Certaines souches avaient développé des Mutations spécifiques qui les rendaient soit plus agressives, soit plus résistantes aux attaques d'autres souches. Cela souligne comment les bactéries peuvent évoluer chez une personne au fil du temps pour s'adapter à leur environnement local.

Évolution de la Sensibilité et de la Résistance

En regardant de plus près, on a découvert que certaines souches pouvaient changer leur sensibilité à ces interactions antagonistes. Par exemple, deux souches de la même lignée ont montré des réponses différentes face aux mêmes concurrents, suggérant qu'elles avaient évolué séparément pour gérer les défis posés par leurs voisines.

Ces changements étaient souvent liés à des mutations spécifiques dans des gènes clés qui aident les bactéries à gérer leurs défenses. Étonnamment, ces changements affectaient aussi la susceptibilité des bactéries à d'autres menaces, comme les virus qui peuvent infecter les bactéries. Dans certains cas, une souche qui devenait moins capable de se défendre contre ses concurrents bactériens devenait plus vulnérable à une attaque virale, indiquant un compromis entre la lutte contre d'autres bactéries et la résistance aux virus.

Implications

Les résultats de cette étude mettent en lumière la complexité des Communautés Microbiennes sur la peau humaine. Comprendre comment les bactéries se font concurrence peut nous aider à apprécier la nature dynamique de notre microbiome cutané et ses effets sur notre santé.

Cette recherche suggère aussi que, lorsqu'on pense à comment traiter les problèmes de peau ou à augmenter les bactéries bénéfiques, il faut considérer comment les bactéries existantes pourraient lutter contre celles qui essaient de prendre leur place. Par exemple, les probiotiques pourraient devoir être conçus plus soigneusement pour s'assurer qu'ils peuvent prospérer dans des environnements où ils sont confrontés à une forte concurrence.

Conclusion

En résumé, les interactions entre les bactéries sur notre peau sont vitales pour comprendre pourquoi nos microbiomes cutanés sont uniques. La compétition entre les différentes souches de Staphylococcus epidermidis joue un rôle essentiel dans la formation de ces communautés. En étudiant ces interactions, on peut mieux comprendre la santé de notre peau et comment ces bactéries affectent notre vie.

Les futures efforts de recherche devraient continuer à examiner les rôles des différentes souches et leurs interactions, y compris comment elles pourraient contribuer à ou prévenir des maladies. Comprendre ces dynamiques va non seulement élargir nos connaissances sur les microbiomes mais aussi nous guider dans le développement de traitements et de thérapies efficaces ciblant la santé de la peau.

Source originale

Titre: Intraspecies warfare restricts strain coexistence in human skin microbiomes

Résumé: Determining why only a fraction of encountered or applied bacterial strains engraft in a given persons microbiome is crucial for understanding and engineering these communities1. Previous work has established that metabolism can determine colonization success in vivo2-4, but relevance of bacterial warfare in preventing engraftment has been less explored. Here, we demonstrate that intraspecies warfare presents a significant barrier to strain transmission in the skin microbiome by profiling 14,884 pairwise interactions between Staphylococcus epidermidis cultured from eighteen human subjects from six families. We find that intraspecies antagonisms are abundant; these interactions are mechanistically diverse, independent of the relatedness between strains, and consistent with rapid evolution via horizontal gene transfer. Ability to antagonize more strains is associated with reaching a higher fraction of the on-person S. epidermidis community. Moreover, antagonisms are significantly depleted among strains residing on the same person relative to random assemblages. Two notable exceptions, in which bacteria evolved to become sensitive to antimicrobials found on the same host, are explained by mutations that provide phage resistance, contextualizing the importance of warfare among other lethal selective pressures. Taken together, our results emphasize that accounting for intraspecies bacterial warfare is essential to the design of long-lasting probiotic therapeutics.

Auteurs: Tami Lieberman, C. P. Mancuso, J. Baker, E. Qu, A. D. Tripp, I. O. Balogun

Dernière mise à jour: 2024-05-07 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.07.592803

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.07.592803.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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