GingipainEdit
Arg-gingipain (RGP) i lys-Gingipain (Kgp) to enzymy endopeptydazy wydzielane przez P. gingivalis. Te gingipainy pełnią wiele funkcji dla organizmu, przyczyniając się do jego przetrwania i zjadliwości.
stwierdzono, że ARG-gingipainy odgrywają kluczową rolę w gromadzeniu składników odżywczych dla przetrwania P. gingivalis. Rgp rozkłada Duże peptydy organizmu gospodarza, aby zapewnić bakterii bogate źródło azotu i węgla z surowicy ludzkiej albuminy. P. dziąsła mogą również rozkładać transferrynę w komórkach gospodarza, co zapewnia organizmowi obfite źródło żelaza potrzebne do wykonywania wielu funkcji komórkowych.
gingipainowie są również odpowiedzialni za szereg niezbędnych funkcji związanych z inwazją gospodarzy i kolonizacją. Gingipainy Rgp są niezbędne do adhezji i inwazji, ponieważ przetwarzają białka prekursorowe długich fimbriae. Geny P. gingivalis kodujące RgpA, Kgp i hemaglutyninę a (HagA) ulegały silnej ekspresji po inkubacji z T. denticola. Białka zawierające domenę adhezyjną hemaglutyniny zwiększają zdolności adhezyjne P. gingivalis z innymi gatunkami bakterii. Są one również związane z koordynacją integralności biofilmu w fazie rozwoju i dojrzewania. Lys-gingipains (Kgp) mogą wiązać się z unieruchomionymi białkami matrycy fibrynogenu i fibronektyny i mogą odgrywać rolę w kolonizacji gospodarza.
Gingipainy mają również zdolność do degradacji wielu sygnałów odpowiedzi immunologicznej gospodarza. Mają zdolność do rozszczepiania podklasy 1 i 3 przeciwciał IgG, jak również prozapalnych cytokin, takich jak IL-1β, IL-2, IL-6, TNF-α i IL-8 w regionach o wysokim stężeniu P. gingivalis, upośledzając funkcję odpowiedzi immunologicznej gospodarza. Rgp może hamować akumulację IL-2 w komórkach T, co umożliwia uniknięcie adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej gospodarza, modulując komunikację i proliferację komórek T.
Gingipainy są kluczowymi czynnikami w objawach uszkodzenia tkanek przyzębia, które wynikają z degradacji metaloprotein matrycy, kolagenu i fibronektyny. Degradacja tych substratów zakłóca interakcje między komórkami gospodarza a macierzą zewnątrzkomórkową, utrudniając gojenie się ran i powodując zniszczenie tkanek przyzębia. Rgp jest odpowiedzialny za wywołanie odpowiedzi zapalnej gospodarza poprzez szlak transdukcji p38a MAPK. Odpowiedź ta prawdopodobnie przyczynia się do zapalnego charakteru przyzębia i bierze udział w niszczeniu tkanek i kości.
Gingipainy zostały odkryte z TMA pacjentów wykazujących patologię mózgu AD. Zarówno RgpB, jak i Kbp zostały odkryte z hipokampu i kory mózgowej pacjentów z AD i stwierdzono, że są związane z ładunkiem tau, markerem patologii AD i ubikwityną, która gromadzi się w splątaniach tau i płytkach beta amyloidu w mózgu AD. P. gingivalis 16S rRNA odkryto również w korze mózgowej i płynie mózgowo-rdzeniowym mózgu ad. Wstępne leczenie inhibitorami gingipain chroniło degradację komórek neuronowych spowodowaną podawaniem gingipain w modelu mysim.
polisacharyd otoczkowy (CPS)Edytuj
zamknięty szczep P. dziąsła są znacznie bardziej wirulentne niż szczep niewykapsułkowany w modelu ropnia myszy. Kapsułka jest otoczkowym polisacharydem i gdy jest obecna, reguluje produkcję cytokin, szczególnie prozapalnych cytokin IL-1β, IL-6, IL-8 i TNF-α, wskazując na odpowiedź gospodarza. Jednakże inne badania wykazały, że CPS wywołuje odpowiedzi immunologiczne gospodarza, takie jak migracja PMN i zależna od dawki i czasu ekspresja chemokin migracji komórek, takich jak MCP-1, KC, MIP-2 i RANTES w mysich makrofagach otrzewnowych wyzwanych CPS. Warunki te mogą przyczyniać się do zmian zapalnych obserwowanych w przyzębia.
szczepionki wykonane z P. gingivalis CPS najwyraźniej upośledzają ubytek tkanki kostnej w modelach mysich. Szczepionki te były w stanie wywołać silne odpowiedzi immunologiczne, takie jak zwiększona odpowiedź IgM i IgG, które rozpoznają całe organizmy P. gingivalis.
FimbriaeEdit
fimbriae są przydatkami zaangażowanymi w przyłączanie komórek i w znacznym stopniu przyczyniają się do zjadliwości i znajdują się na wielu Gram-ujemnych i niektórych Gram-dodatnich bakteriach.
P. wirulencja dziąseł jest silnie związana z fimbriae, ponieważ zostały one scharakteryzowane jako kluczowe czynniki adhezji, inwazji i kolonizacji. Fimbriae są również odpowiedzialne za inwazję pęcherzyków błonowych do komórek gospodarza. Stwierdzono, że wiążą się z komórkowymi integrynami α5β1, które pośredniczą w przyleganiu i zaburzają homeostatyczną kontrolę komórek gospodarza. Stwierdzono również, że Fimbriae są związane z modulowaniem aktywności adhezyjnej integryny β2 do wychwytu przez monocyty przy użyciu kompleksu sygnałowego CD14/TLR2/PI3K, co może przyczyniać się do wewnątrzkomórkowego uchylania się przez P. gingivalis. P. dziąsła mają długie fimbriae, krótkie fimbriae i akcesoria, z których każdy ma różne funkcje.
Długie fimbriaeedytuj
Długie fimbriae (Fima), znane również jako główne fimbriae, są długimi, peritrichousowymi, nitkowatymi składnikami. Odgrywają one rolę w początkowym przyłączaniu i organizacji biofilmów, ponieważ działają jako adhezyny, które pośredniczą w inwazji i kolonizacji komórek gospodarza, przyczyniając się do zjadliwości P. gingivalis.
krótkie fimbriaeEdit
krótkie fimbriae (mfa1), znane również jako drobne fimbriae, mają różne role od długich fimbriae i charakteryzują się niezbędnością do automatycznej agregacji komórek i rekrutacji do tworzenia mikrokolonii. Krótkie fimbriae biorą udział w adhezji komórek z innymi komensalami zębowymi. Stwierdzono, że współwystępuje i rozwija biofilm w połączeniu ze Streptococcus gordonii poprzez interakcję z polipeptydem powierzchniowym paciorkowca SSPB. Interakcja ta może mieć zasadnicze znaczenie w inwazji kanalików zębowych przez P. gingivalis.
Akcesoria Fimbriaeedit
komponenty dodatkowe FIM C, D i E wiążą się z głównym białkiem FimA i odgrywają rolę w wiązaniu z białkami matrycy i interakcji z receptorem CXC-chemokiny 4. Eksperymenty z utratą funkcji potwierdziły, że mutanty P. gingivalis z niedoborem FIM C, D lub E drastycznie atenuowały zjadliwość.
unikanie obrony gospodarza i odpowiedzi immunologicznejedytuj
P. gingivalis ma wiele sposobów unikania odpowiedzi immunologicznej gospodarza, co wpływa na jego zjadliwość. Robi to stosując kombinację proteaz gingipainowych, otoczkowego polisacharydu, indukcję proliferacji komórek gospodarza i rozszczepienie chemokin odpowiedzialnych za rekrutację neutrofili.
Wirulentny P. gingivalis dodatkowo moduluje rekrutację leukocytów poprzez proteolizę cytokin i chemokin wydzielanych przez komórki gospodarza. Za tę proteolizę odpowiedzialne są arg-gingipainy i lys-gingipainy. W badaniu przeprowadzonym na mysim modelu stwierdzono, że P. gingivalis obniża indukcję IL-8, powodując opóźnioną rekrutację neutrofili. Zapobieganie rekrutacji neutrofili może hamować usuwanie bakterii z miejsca zakażenia, umożliwiając kolonizację. P. gingivalis jest w stanie uniknąć opsonofagocytozy z PMN za pomocą Gingipain K (Kgp) do rozszczepiania IgG 1 i 3. To dodatkowo moduluje odpowiedź immunologiczną przez upośledzenie sygnalizacji. Inne badania wykazały, że P. gingivalis może zaburzać szlak dopełniacza przez C5aR i C3aR, które modulują zdolność zabijania leukocytów, umożliwiając niekontrolowany wzrost bakterii. P. stwierdzono również, że dziąsło hamuje odpowiedzi prozapalne i przeciwdrobnoustrojowe w ludzkich monocytach i makrofagach myszy poprzez wiązanie fimbrialne z CXCR4, indukując sygnalizację PKA i hamując odpowiedź immunologiczną za pośrednictwem TLR-2.
w komórkach gospodarza P. gingivalis jest zdolny do hamowania apoptozy poprzez modulowanie szlaku jak / Stat, który kontroluje mitochondrialne szlaki apoptotyczne. Proliferacyjny fenotyp może być korzystny dla bakterii, ponieważ dostarcza składników odżywczych, upośledza sygnalizację komórek gospodarza i zagraża integralności warstwy komórkowej nabłonka, umożliwiając inwazję i kolonizację.
EcologyEdit
P. gingivalis odgrywa ważną rolę w rozwoju przewlekłego zapalenia przyzębia u dorosłych. Chociaż występuje w niskiej obfitości w jamie ustnej, powoduje mikrobiologiczne przesunięcie jamy ustnej, umożliwiając niekontrolowany wzrost komensalnej społeczności mikrobiologicznej. Prowadzi to do zapalenia przyzębia poprzez zakłócenie homeostazy tkanki gospodarza i adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej. Po zastosowaniu mikrodissekcji przechwytywania laserowego i qRT-PCR do wykrywania P. gingivalis w biopsjach ludzkich obserwowano kolokalizację P. gingivalis z limfocytami T CD4+. Mechanizm zakażenia limfocytów T przez P. gingivalis pozostaje jednak nieznany.
P. gingivalis był związany ze zwiększeniem zjadliwości innych bakterii komensalnych zarówno w doświadczeniach in vivo, jak i in vitro. P. okazało się, że pęcherzyki błony zewnętrznej gingivalis są niezbędne do inwazji komórek nabłonkowych Tannerella forsythia. Stwierdzono, że „P. gingivalis short fimbriae” jest niezbędny do tworzenia biofilmu kokulturowego za pomocą Streptococcus gordonii. Międzyksymalna i pozioma utrata kości wyrostka zębodołowego w modelach mysich jest obserwowana w koinfekcjach obejmujących P. gingivalis i Treponema Denticola. Rola P. gingivalis w zapaleniu przyzębia jest badana przy użyciu specyficznych modeli infekcji przyzębia wolnych od patogenów. W tych modelach P. szczepienie dziąseł powoduje znaczną utratę masy kostnej, co jest istotną cechą choroby. W przeciwieństwie do tego, myszy bez zarodków zaszczepione monoinfekcją P. gingivalis nie powodują utraty kości, co wskazuje, że sam P. gingivalis nie może wywoływać zapalenia przyzębia.
