Descifran un mecanismo de ataque de la principal bacteria de la periodontitis

El microbioma bucal humano está formado por más de 6.000 millones de bacterias de más de 770 especies, que son mayoritariamente comensales o mutualistas y contribuyen al mantenimiento de la homeostasis y la buena salud oral. Sin embargo, una dieta inadecuada y una higiene insuficiente pueden conducir a alteraciones en la composición del microbioma y al crecimiento desmesurado de especies patogénicas y oportunistas, que sobrepasan en número a las especies beneficiosas y toman el control del microbioma oral. Esto conduce, a su vez, a la aparición de caries y periodontitis, que en los casos más graves desemboca en inflamación crónica y destrucción del tejido.

Se estima que entre el 5% y el 20% de los adultos y hasta el 40% de los ancianos en Europa padecen periodontitis, según cifras de la OMS, y que cerca de un 30% de la población europea de entre 65 y 74 años ha perdido todos los dientes por esta causa.

Un equipo liderado por científicos del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB), adscrito al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, ha descifrado un mecanismo de ataque de la principal bacteria causante de la periodontitis grave, una enfermedad que afecta a las encías. El estudio podría servir para el desarrollo de antisépticos bucales específicos que consigan acabar con esta bacteria.

Los investigadores han descubierto un elemento clave del sistema de secreción de los factores de virulencia de la bacteria Porphyromonas gingivalis, una especie patogénica del microbioma bucal humano. Esta bacteria tiene un sistema de secreción (denominado T9SS) para enviar proteínas (conocidas en lenguaje científico como proteínas de cargo) al medio que la rodea, el tejido gingival que protege los dientes.

Estas proteínas producidas por P.gingivalis participan en la virulencia de las bacterias, la inflamación de las encías y la destrucción de tejido y, en última instancia, en la pérdida de piezas dentales en caso de periodontitis grave. El sistema de secreción estudiado por los científicos, el T9SS, tiene una enzima clave, denominada PorU, que ejecuta dos pasos esenciales para que las proteínas cargos puedan ser secretadas de forma provechosa para la bacteria.

En colaboración con la Universidad Jaguelónica de Cracovia (Polonia), la Universidad de Tesalia (Grecia) y la Universidad de Louisville (EEUU), los científicos del Departamento de Biología Estructural del IBMB-CSIC han resuelto la estructura de la enzima PorU y han desvelado su mecanismo de actuación.

Estructura tridimensional de algunos de los siete dominios de la proteína PorU de Porphyromonas gingivalis. (Imagen: IBMB-CSIC)

Francesc Xavier Gomis-Rüth, investigador del IBMB y uno de los autores principales del estudio, explica: “Hemos podido determinar que una estrategia de dimerización, un tipo de reacción química, de la enzima PorU proteína es la responsable de regular su actividad, reprimiéndola hasta que llega a la membrana exterior de la bacteria, donde se asocia a un complejo de ensamblaje que permite la secreción de las proteínas cargos”.

Dado que la enzima PorU solo se encuentra en especies bacterianas, el conocimiento de su estructura y función podría servir para el desarrollo de antisépticos bucales específicos contra P. gingivalis y, con ello, contra la periodontitis.

El estudio se titula “Intermolecular latency regulates the essential C-terminal signal peptidase and sortase of the P. gingivalis Type-IX Secretion System”. Y se ha publicado en la revista académica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). (Fuente: Mercè Fernández / CSIC Comunicación Cataluña)