Las contracciones de las hidras son moduladas por su microbioma
Los invertebrados presentan contracciones similares a las peristálticas que tienen lugar en animales con tracto gastrointestinal. Las células-marcapaso de invertebrados que regulan estas contracciones rítmicas están embebidas en redes neuronales llamadas CPG (Central Pattern Generators, por sus siglas en inglés). Estos movimientos en hidras tienen lugar en su cavidad gástrica que cuenta con ciertas funciones digestivas, y se han relacionado con morfogénesis, regeneración, osmoregulación, respiración y propulsión. En este artículo se evalúa el efecto de los microorganismos que colonizan la superficie epitelial de Hydra vulgaris y sus contracciones rítmicas.
El microbioma de H. vulgaris está conformado básicamente por Curvibacter, seguida de Duganella, Undibacterium, Acidovorax, Pelomonas y una pequeña fracción conformada por otros géneros. Para evaluar el efecto del microbioma se generaron hidras libres de microorganismos (GF) sometiéndolas a un cóctel de antibióticos. Se midieron frecuencia, tiempo entre cada par de contracciones, capacidad máxima de extensión y de contracción tanto en hidras GF como en hidras sin alterar (WT). Las GF presentaron un patrón más irregular en su frecuencia y con espacios de hasta más de 30 min entre contracciones, mientras que en WT las contracciones sucedían cada 8 min. La extensión y la contracción no se vieron afectadas, por lo que el microbioma no está relacionado con el desempeño de las células epiteliales sino con la red neuronal.
Para evaluar la causalidad entre el microbioma y los cambios observados se inocularon hidras son siete inóculos diferentes: con monoinóculos de Curvibacter, Duganella, Undibacteria, Acidovorax, Pelomonas, con estos cinco géneros en proporciones iguales y con el microbioma WT. En ninguno de los tratamientos de monoinoculación se logró restaurar la frecuencia a una frecuencia WT, sino que se mantuvo similar a la de GF. Únicamente las hidras inoculadas con Pelomonas presentaron una frecuencia mayor a la de las GF pero no igual a las WT. Esto mismo sucedió con las hidras inoculadas con la mezcla de cinco géneros, por lo que se puede concluir que la presencia de los microorganismos menos abundantes juega un papel fundamental para el funcionamiento del microbioma y la consecuente modulación de las contracciones en hidras.
Finalmente, buscando dilucidar los mecanismos a través de los cuáles el microbioma afecta a las contracciones, se obtuvo un extracto de sobrenadante de microbioma. Este extracto fue medio de cultivo condicionado por el microbioma durante 24h o 48h y en él estaban contenidas moléculas secretadas por bacterias del microbioma de hidras WT. Con estos extractos se inocularon hidras GF, provocando un incremento en la frecuencia de contracciones con respecto a las hidras GF sin inocular pero sin restablecer la frecuencia a las hidras WT. Esto puede ser consecuencia de la ausencia de moléculas no polares y termolábiles, ya que el proceso de extracción favorece moléculas polares y, además, uno de los pasos requiere calentar la muestra a 40ºC.
Los autores concluyen que el microbioma influye en la actividad de marcapasos de las células. Sin embargo, es crucial que el microbioma se encuentre en las proporciones adecuadas y con todos los integrantes presentes, de lo contrario la modulación y otros mecanismos como defensa ante patógenos y homeóstasis, pueden verse alterados. Las moléculas secretadas por el microbioma requieren de un análisis más profundo para entender el establecimiento del microbioma en hidras, ya que se sabe que las neuronas de las hidras secretan moléculas que determinan la composición de la comunidad microbiana en la superficie epitelial de las hidras.
Referencia: Murillo-Rincon, A., Klimovich, A., Pemöller, E., Taubenheim, J., Mortzfeld, B., Augustin, R., Bosch, T. (2017) Spontaneous body contractions are modulated by the microbiome of Hydra. Scientific Reports. 7: 15937.
