Efecto de la microbiota bacteriana del plasmodio en el crecimiento y resistencia a estrés en mixomicetos

Abstract

La microbiota bacteriana de los organismos multicelulares cumple importantes funciones para la salud de sus hospederos. Existe abundante investigación de la importancia de la microbiota bacteriana para la digestión de nutrimentos, la modulación inmune, la defensa contra patógenos y la resistencia al estrés ambiental tanto en plantas como en animales. Cuando la microbiota bacteriana se altera puede provocar efectos negativos, lo que se denomina disbiosis y puede disminuir la capacidad de crecer, desarrollarse y resistir al estrés ambiental del hospedero. Aunque los protistas han convivido con las bacterias al menos mil millones de años más que los animales, se sabe mucho menos de su microbiota bacteriana. Los mixomicetos son protistas que pertenecen a Amoebozoa, un clado dentro del supergrupo Amorphea, el cual también incluye a los animales y hongos. Se caracterizan por una fase trófica que es una ameba gigante con protoplasma acelular, multinucleado, móvil y de vida libre llamada plasmodio que alterna con una fase reproductora. Al igual que otros amebozoarios, se alimentan principalmente de bacterias pero se sabe muy poco de qué otras formas estos organismos pudieran establecer relaciones con las bacterias con las que interactúa. El plasmodio puede ser cultivado en el laboratorio con relativa facilidad, y se ha observado que el cultivo en medios estériles y obtención de cultivos “axénicos” disminuye la longevidad del plasmodio y afecta su capacidad de esporulación. Por estas razones y por ser un organismo unicelular que puede formar un plasmodio macroscópico y de fácil manejo que exhibe comportamientos complejos, es un excelente modelo para estudiar la influencia de la microbiota bacteriana de eucariontes unicelulares. La finalidad de este estudio fue determinar si el cultivo en medios estériles y el proceso de axenización provocan una alteración de la microbiota bacteriana (disbiosis) del plasmodio y evaluar cómo estos cambios afectan su crecimiento y resistencia al estrés abiótico. Para ello, el mixomiceto Claustria didermoides (Pers.) Fr. fue cultivado bajo distintos grados de axenización y manipulación con el fin de generar diferentes niveles de alteración en la microbiota bacteriana asociada con el plasmodio: plasmodios derivados de esporas cultivados en cámara húmeda (PCh), de plasmodios pasados por un proceso de axenización en agar estéril (PAx) y de plasmodios expuestos a antibióticos (PAb). Posteriormente, se extrajo el ADN del plasmodio, se amplificó el gen bacteriano 16S ARN ribosomal (16S rRNA) para caracterizar la viii comunidad bacteriana asociada y se evaluó el crecimiento del plasmodio tanto en condiciones favorables como bajo estrés abiótico. Los resultados mostraron que los distintos tratamientos generaron comunidades bacterianas claramente diferenciadas. A nivel taxonómico, las comunidades estuvieron dominadas principalmente por Pseudomonadota en todas las condiciones, sin embargo, la composición específica y el grado de dominancia variaron notablemente entre condiciones. Los plasmodios provenientes de cámara húmeda y cultivo axénico presentaron comunidades dominadas por pocos grupos bacterianos altamente abundantes, principalmente Pseudomonadota y Actinomycetota, donde Achromobacter fue el género más abundante, seguido por Ancylobacter. En contraste, la exposición a antibióticos generó comunidades más heterogéneas, caracterizadas por una reducción en la dominancia de estos grupos y un incremento relativo de Bacilliota y Bacteroidota, lo que resultó en una mayor equitatividad comunitaria y una redistribución de la comunidad aumentando la abundancia relativa de géneros oportunistas y resistentes a antibióticos. Aunque los plasmodios expuestos a antibióticos presentaron una mayor diversidad alfa y una comunidad bacteriana más equitativa, este estado se asoció con una reducción significativa en la tasa de crecimiento. En conjunto, los resultados indican que el desempeño fisiológico del plasmodio depende no sólo de la presencia de bacterias, sino del equilibrio estructural de su microbiota, y sugieren que comunidades dominadas por pocos taxones clave representan un estado funcionalmente más estable. Esta investigación amplía el conocimiento sobre las interacciones entre mixomicetos y bacterias, las cuales parecen ser más complejas que una simple relación de depredación, y posiciona a los mixomicetos como un modelo valioso para el estudio de la evolución y la relevancia funcional de las asociaciones hospedero-microbiota en protistas.