GingipainEdit
Arg-gingipain (Rgp) e lys-gingipain (Kgp) sono enzimi endopeptidasi secreti da P. gingivalis. Questi gingipains servono molte funzioni per l’organismo, contribuendo alla sua sopravvivenza e virulenza.
Arg-gingipains è stato trovato per svolgere un ruolo chiave nella raccolta di nutrienti per la sopravvivenza di P. gingivalis. Rgp degrada i grandi peptidi dell’organismo ospite per fornire al batterio un’abbondante fonte di azoto e carbonio dal siero di albumina umana. P. gingivalis può anche degradare la transferrina all’interno delle cellule ospiti che fornisce all’organismo un’abbondante fonte di ferro necessaria per eseguire molteplici funzioni cellulari.
Le gingipains sono anche responsabili di una serie di funzioni necessarie relative all’invasione e alla colonizzazione dell’ospite. Rgp gingipains sono necessari per l’adesione e l’invasione in quanto hanno elaborato le proteine precursori delle fimbrie lunghe. I geni P. gingivalis che codificano RgpA, Kgp e emoagglutinina A (HagA) sono stati fortemente espressi dopo l’incubazione con T. denticola. Le proteine contenenti il dominio di adesione dell’emoagglutinina agiscono per aumentare le capacità adesive di P. gingivalis con altre specie batteriche. Sono anche associati al coordinamento dell’integrità del biofilm nella fase di sviluppo e maturazione. Le Lys-gingipains (Kgp) possono legarsi alle proteine immobilizzate della matrice fibrinogeno e fibronectina e possono avere un ruolo nella colonizzazione dell’ospite.
Le gengive hanno anche la capacità di degradare più segnali della risposta immunitaria dell’ospite. Hanno la capacità di scindere gli anticorpi IgG delle sottoclassi 1 e 3 e le citochine proinfiammatorie come IL-1β, IL-2, IL-6, TNF-α e IL-8 in regioni ad alta concentrazione di P. gingivalis, compromettendo la funzione di risposta immunitaria dell’ospite. Rgp può inibire l’accumulo di IL-2 nelle cellule T, che gli consente di eludere la risposta immunitaria adattativa dell’ospite, modulando la comunicazione e la proliferazione delle cellule T.
Le gengive sono fattori chiave nei sintomi di danno tissutale della parodontite, che deriva dalla degradazione delle metalloproteine della matrice, del collagene e della fibronectina. La degradazione di questi substrati interferisce con le interazioni tra le cellule ospiti e la matrice extracellulare, impedendo quindi la guarigione delle ferite e causando la distruzione dei tessuti parodontali. Rgp è responsabile di suscitare la risposta infiammatoria ospite tramite la via di trasduzione p38a MAPK. Questa risposta probabilmente contribuisce alla natura infiammatoria della parodontite ed è coinvolta nella distruzione dei tessuti e delle ossa.
Le gingipains sono state associate alla malattia di Alzheimer (AD). Gingipains sono stati scoperti da TMA di pazienti che presentano patologia cerebrale AD. Sia RgpB che Kbp sono stati scoperti dall’ippocampo e dalla corteccia cerebrale di pazienti con AD e sono stati trovati associati al carico tau, un marker per la patologia dell’AD e l’ubiquitina, che si accumula nei grovigli tau e nelle placche beta amiloidi nel cervello AD. P. gingivalis 16S rRNA è stato anche scoperto nella corteccia cerebrale e nel csf dei cervelli AD. Il pretrattamento con inibitori della gingipaina ha protetto la degradazione delle cellule neuronali causata dalla somministrazione di gingipains nel modello murino.
Polisaccaride capsulare (CPS)Modifica
Il ceppo incapsulato di P. gingivalis è molto più virulento del ceppo non incapsulato in un modello di ascesso di topo. La capsula è un polisaccaride capsulare e, quando presente, regola la produzione di citochine, in particolare le citochine proinfiammatorie IL-1β, IL-6, IL-8 e TNF-α, indicando le risposte di evasione dell’ospite. Tuttavia, altri studi hanno scoperto che il CPS suscita risposte immunitarie dell’ospite come la migrazione PMN e l’espressione dipendente dalla dose e dal tempo delle chemochine di migrazione cellulare come MCP-1, KC, MIP-2 e RANTES nei macrofagi peritoneali murini CPS-sfidati. È probabile che queste condizioni contribuiscano alle lesioni infiammatorie osservate nella parodontite.
I vaccini a base di P. gingivalis CPS apparentemente compromettono la perdita ossea orale nei modelli murini. Questi vaccini sono stati in grado di suscitare risposte immunitarie potenti come l’aumento delle risposte IgM e IgG che riconoscono interi organismi P. gingivalis.
FimbriaeEdit
Le fimbrie sono appendici coinvolte nell’attaccamento cellulare e contribuiscono notevolmente alla virulenza e si trovano su molti batteri Gram-negativi e alcuni Gram-positivi.
P. gingivalis virulenza è fortemente associato con fimbriae come sono stati caratterizzati per essere fattori chiave in adesione, invasione e colonizzazione. Le fimbrie sono anche responsabili dell’invasione delle vescicole di membrana nelle cellule ospiti. Sono stati trovati per legarsi alle integrine α5β1 cellulari, che hanno mediato l’aderenza e hanno compromesso i controlli omeostatici delle cellule ospiti. Le Fimbrie sono state anche associate alla modulazione dell’attività adesiva dell’integrina β2 per l’assorbimento da parte dei monociti utilizzando il complesso di segnalazione CD14/TLR2/PI3K, che può contribuire alle tattiche di evasione intracellulare di P. gingivalis. P. gingivalis ha fimbrie lunghe, fimbrie corte e componenti accessori, ognuno dei quali ha funzioni distinte.
Fimbrie lungeedit
Le fimbrie lunghe (FimA), note anche come fimbrie maggiori, sono componenti lunghe, peritriche e filamentose. Hanno un ruolo nell’attaccamento iniziale e nell’organizzazione dei biofilm, poiché agiscono come adesine che mediano l’invasione e la colonizzazione delle cellule ospiti contribuendo alla virulenza di P. gingivalis.
Fimbriae corteedit
Le fimbrie corte (Mfa1), note anche come fimbrie minori, hanno ruoli distinti dalle fimbrie lunghe e sono caratterizzate per essere essenziali per l’autoaggregazione cellulare e il reclutamento per la formazione della microcolonia. Le fimbrie corte sono coinvolte nell’adesione cellulare-cellulare con altri commensali dentali. È stato trovato per coadhere e sviluppare biofilm in combinazione con Streptococcus gordonii dall’interazione con polipeptide di superficie streptococcica SspB. Questa interazione può essere essenziale nell’invasione dei tubuli dentinali da parte di P. gingivalis.
Accessorio fimbriaeEdit
I componenti accessori Fim C, D ed E si associano alla principale proteina FimA e hanno un ruolo nel legame con le proteine della matrice e nell’interazione con il recettore CXC-chemochine 4. Gli esperimenti di perdita di funzione hanno confermato che i mutanti di P. gingivalis carenti per Fim C, D o E hanno drasticamente attenuato la virulenza.
Evasione delle difese dell’ospite e delle risposte immunitariemodifica
P. gingivalis ha molti modi per eludere le risposte immunitarie dell’ospite che influenzano la sua virulenza. Lo fa utilizzando una combinazione di proteasi gingipain, un polisaccaride capsulare, induzione della proliferazione delle cellule ospiti e la scissione delle chemochine responsabili del reclutamento dei neutrofili.
P. gingivalis virulento modula ulteriormente il reclutamento dei leucociti mediante proteolisi di citochine e chemochine secrete dalle cellule ospiti. L’arg-gingipain e lys-gingipains sono responsabili di questa proteolisi. In uno studio utilizzando un modello murino, P. gingivalis è stato specificamente trovato per regolare l’induzione di IL-8, causando un reclutamento ritardato dei neutrofili. La prevenzione del reclutamento dei neutrofili può inibire la clearance del batterio dal sito di infezione consentendo la colonizzazione. P. gingivalis è in grado di eludere opsonofagocitosi da PMN utilizzando Gingipain K (Kgp) per fendere IgG 1 e 3. Questo modula ulteriormente la risposta immunitaria compromettendo la segnalazione. Altri studi hanno scoperto che P. gingivalis può sovvertire la via del complemento attraverso C5aR e C3aR, che modula la capacità di uccisione dei leucociti, consentendo una crescita batterica incontrollata. P. gingivalis inoltre è stato trovato per inibire le risposte pro infiammatorie e antimicrobiche in monociti umani e macrofagi del topo legando fimbrial a CXCR4, inducente la segnalazione di PKA ed inibente la risposta immunitaria TLR-2-mediata.
Una volta nelle cellule ospiti, P. gingivalis è in grado di inibire l’apoptosi modulando la via JAK/Stat che controlla le vie apoptotiche mitocondriali. Un fenotipo proliferativo forse benefico per il batterio in quanto fornisce nutrienti, compromette la segnalazione delle cellule ospiti e compromette l’integrità dello strato cellulare epiteliale, consentendo l’invasione e la colonizzazione.
ecologiamodifica
P. gingivalis svolge un ruolo importante nell’insorgenza della parodontite cronica dell’adulto. Sebbene si trovi in bassa abbondanza nella cavità orale, provoca uno spostamento microbico della cavità orale, consentendo una crescita incontrollata della comunità microbica commensale. Questo porta alla parodontite attraverso la rottura dell’omeostasi del tessuto ospite e la risposta immunitaria adattativa. Dopo aver utilizzato la microdissezione di cattura laser più qRT-PCR per rilevare P. gingivalis nelle biopsie umane, è stata osservata la colocalizzazione di P. gingivalis con cellule T CD4+. Tuttavia, il meccanismo di infezione delle cellule T da parte di P. gingivalis rimane sconosciuto.
P. gingivalis è stato associato ad aumentare la virulenza di altri batteri commensali sia negli esperimenti in vivo che in vitro. P. le vescicole della membrana esterna di gingivalis sono state trovate necessarie per l’invasione delle cellule epiteliali di Tannerella forsythia. P. gingivalis brevi fimbriae sono stati trovati per essere necessari per la formazione di biofilm coculture con Streptococcus gordonii. La perdita ossea alveolare interprossimale e orizzontale nei modelli murini è stata osservata nelle coinfezioni che coinvolgono P. gingivalis e Treponema denticola. Il ruolo di P. gingivalis nella parodontite è studiato utilizzando modelli murini specifici senza patogeni di infezioni parodontali. In questi modelli, P. l’inoculazione gengivale causa una significativa perdita ossea, che è una caratteristica significativa della malattia. Al contrario, i topi liberi da germi inoculati con una monoinfezione di P. gingivalis non subiscono alcuna perdita ossea, indicando che P. gingivalis da solo non può indurre parodontite.
