Los simbiontes bacterianos inducen la morfogénesis de órganos del hospedador durante el desarrollo postembriónico temprano de la sepia Euprymna scolopes

La asociación mutualista entre la sepia Euprymna scolopes y la bacteria Vibrio fischeri es un sistema experimental emergente para el estudio de la influencia de las bacterias en el desarrollo animal. Aprovechando la capacidad de criar tanto a este hospedador como a su socio microbiano de forma independiente en condiciones de laboratorio, describimos los efectos de las interacciones bacterianas en la morfogénesis del órgano simbiotico juvenil del hospedador. Nuestros resultados muestran que las bacterias son esenciales para el normal desarrollo postembriónico del órgano simbiótico, lo que implica cambios tanto en el epitelio de la superficie como en el tejido epitelial dentro del órgano donde la cultura bacteriana tomará residencia. La muerte celular inducida por la exposición a V. fischeri simbiótica resulta en la regresión de un epitelio de superficie ciliado complejo, un tejido que aparentemente funciona para facilitar la inoculación del órgano juvenil con la especie bacteriana específica adecuada. La regresión de este tejido comienza dentro de unas pocas horas de exposición a bacterias competentes para la simbiosis y progresa durante los siguientes 5 días, momento en el cual la regresión completa está completa, resultando en un órgano simbiótico cuya superficie epitelial se asemeja a la del órgano completamente maduro. Además, las bacterias competentes para la simbiosis inducen una modificación de las células epiteliales de las criptas que albergarán estos simbiontes; estas células experimentan cambios significativos en forma y tamaño en respuesta a interacciones con V. fischeri simbiótica. En contraste, encontramos que cuando estos tejidos no están expuestos a los simbiontes bacterianos adecuados permanecen en un estado de morfogénesis arrestada, una condición que puede ser rescatada por interacciones con los simbiontes. Los resultados de estos estudios son los primeros datos experimentales que demuestran que un simbionte bacteriano específico puede desempeñar un papel inductivo en el desarrollo animal.