Porphyromonas gingivalis: podejrzany też w zdrowych ustach

W wąskim, wilgotnym rowku między twoim zębem a dziąsłem żyje bakteria, której cukier zupełnie nie interesuje. Podaj jej pączka, a nawet go nie tknie. Chce białka — twojego — i nosi ze sobą zestaw molekularnych noży, żeby się do niego dobrać. Od dziesięcioleci jest jednym z najintensywniej badanych organizmów ludzkiej jamy ustnej, a im uważniej badacze na nią patrzą, tym dziwniejszy robi się obraz: jest częsta w zdrowych ustach i to właśnie ją najkonsekwentniej obwinia się o chorobę, która te usta niszczy.

Czym jest, w jednym zdaniu

Porphyromonas gingivalis to Gram-ujemna, beztlenowa, asacharolityczna pałeczka z rzędu Bacteroidales, która zasiedla przestrzeń pod linią dziąsła i jest najlepiej udokumentowanym przykładem tego, co mikrobiolodzy nazywają patogenem kluczowym ¹².

Rozpakuj słowo „asacharolityczna”, a masz większość jej biologii. Organizm nie potrafi fermentować cukrów na energię. Rośnie na peptydach i wymaga hemu — żelazonośnego rdzenia twojej hemoglobiny — jako źródła żelaza ². Ten jeden fakt metaboliczny tłumaczy niemal wszystko inne. Bakteria, która je białko i potrzebuje żelaza z krwi, najlepiej radzi sobie w kieszonce zapalnej, sączącej się i krwawiącej. Nie ma żadnego powodu, żeby taką kieszonkę zbudować przypadkiem.

Gdzie żyje

Jej adres domowy to szczelina poddziąsłowa: biofilm na korzeniu zęba i na nabłonku wyścielającym kieszonkę. Przyczepia się do zaadsorbowanych cząsteczek ze śliny, do białek macierzy, do komórek nabłonka i do bakterii już tam osiadłych; wiązanie się z wszystkimi tymi podłożami może, jak proponują autorzy przeglądu, zachodzić za pośrednictwem różnych rejonów fimbryliny, podjednostki budującej jej główne fimbrie ². Nie zatrzymuje się na powierzchni. Modulując przekazywanie sygnałów w komórce gospodarza, potrafi pokierować własnym wchłonięciem do komórek nabłonka dziąsła i namnażać się w nich — to uprzywilejowane miejsce, z którego, jak mówi ten sam przegląd, wpływa na elementy wrodzonej obrony gospodarza ².

Czy należy gdziekolwiek indziej w ciele, to raczej pytanie otwarte niż ustalony fakt. Ten sam przegląd odnotowuje narastające dowody, że zakażenie może predysponować do chorób układu krążenia i do porodu przedwczesnego ², a doniesienie z 2019 roku zidentyfikowało ten organizm i jego enzymy w mózgach osób zmarłych z chorobą Alzheimera ⁷. Wykrycie bakterii w jakimś miejscu to nie to samo co wykazanie, że napędza ona to, co się tam dzieje, i jeszcze do tego wrócę.

Co robi dla nas

Tu uczciwa odpowiedź jest krótka: nic, co zostało wykazane. Nie ma ustalonej korzyści z Porphyromonas gingivalis dla zdrowia człowieka — żadnej witaminy, którą dostarcza, żadnego patogenu, który wypiera, żadnego metabolitu, od którego zależymy. Gdybym mówił ci co innego, wymyślałbym to.

Co można powiedzieć i warto powiedzieć głośno, to że nosić ją to nie to samo co ponosić przez nią szkodę. Jeden duży przegląd opisuje ten organizm jako oportunistę, który potrafi też trwać w komensalnej harmonii z gospodarzem, a epizody choroby przychodzą raczej po przesunięciu równowagi ekologicznej w kieszonce niż po samym przybyciu zarazka ². Dane o rozpowszechnieniu się z tym zgadzają. W jednym badaniu z użyciem immunofluorescencji organizm znaleziono u 85,7 % osób z chorobą przyzębia i u 23,1 % osób zdrowych ³. W nowszym badaniu z użyciem PCR w czasie rzeczywistym wykryto go u 91,5 % pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia i u 58 % osób zdrowych ⁴. Licząc według miejsc, a nie osób, starsze badanie metodą szachownicy znalazło go średnio w 23 % pobranych miejsc u pacjentów z zapaleniem przyzębia i w 4 % miejsc u osób zdrowych ⁵.

Zauważ, że te liczby dla zdrowych nosicieli — 23,1 % ³ i 58 % ⁴ — rozjeżdżają się ze sobą ponad dwukrotnie. To nie skandal; tak wychodzi, kiedy różne laboratoria stosują różne metody wykrywania w różnych populacjach. Czuły PCR znajduje DNA, które immunofluorescencja gubi. Wynieść stąd trzeba nie pojedynczy odsetek, lecz kształt ich wszystkich: organizm jest częstszy w chorobie, a mimo to obecny w sporej części ust, którym nic nie dolega.

Co robi przeciwko nam

Bronią są proteazy zwane gingipainami. Mają dwie swoistości: jedna tnie łańcuchy białkowe za argininą, druga za lizyną, i żadnej z nich nie blokują łatwo twoje własne inhibitory proteaz ⁸. Niekontrolowana proteoliza tego rodzaju ma następstwa, które ładnie pokrywają się z tym, co widzi dentysta. Gingipaina argininowa uruchamia szlak kalikreina–kinina, dając obrzęk, i aktywuje dopełniacz, ściągając neutrofile. Gingipaina lizynowa rozkłada fibrynogen, dając krwawienie ⁸. Zwiększony wypływ płynu z kieszonki, nagromadzenie neutrofilów i krwawienie przy zgłębnikowaniu to trzy klasyczne objawy zapalenia przyzębia.

Idea patogenu kluczowego idzie dalej. W modelach zwierzęcych, nawet przy niskim poziomie kolonizacji, organizm manipuluje rozmową między dopełniaczem a receptorami Toll-podobnymi w sposób, który zmienia liczebność i skład otaczającej mikrobioty komensalnej; powstała społeczność dysbiotyczna, a nie sam gatunek kluczowy, napędza potem zapalną utratę kości ⁹¹. Efekt jest nieproporcjonalny do liczebności — i właśnie dlatego liczenie komórek mówi tak niewiele.

Dwa powiązania ogólnoustrojowe warto nazwać, wraz z ich ograniczeniami. Po pierwsze zapalenie stawów: spośród bakterii jamy ustnej przebadanych w jednej pracy tylko ta cytrulinowała białka, używając własnej deiminazy peptydyloargininowej do przemiany karboksy-końcowych reszt argininy w cytrulinę po tym, jak jej gingipainy argininowe przecięły białko w wiązaniach Arg-X — powstaje dokładnie taki zmieniony autoantygen, jaki atakuje odpowiedź odpornościowa w reumatoidalnym zapaleniu stawów ⁶. Po drugie otępienie: wspomniana już praca z 2019 roku znalazła gingipainy w mózgach osób z chorobą Alzheimera na poziomach korelujących z patologią tau i ubikwityny oraz pokazała, że zakażenie jamy ustnej u myszy prowadziło do kolonizacji mózgu i do zwiększonego wytwarzania beta-amyloidu ⁷.

Oba wyniki są mechanistycznie poważne. Żaden nie jest dowodem przyczynowości u ludzi. Praca o cytrulinacji pokazuje prawdopodobną drogę, a nie to, że ta droga jest przebywana u pacjentów. Praca o chorobie Alzheimera łączy pośmiertną korelację u ludzi z modelem mysim, a dwunastu z jej dwudziestu sześciu autorów, w tym trzej pierwsi, było pracownikami firmy opracowującej inhibitor gingipain — to fakt, który odczytasz z afiliacji autorów w samej pracy, i należy on do twojej oceny. Bakteria jest mocno podejrzana. Nie została skazana.

Nazwa, nowa i stara

Organizm opisano najpierw w rodzaju Bacteroides, jako Bacteroides gingivalis Coykendall i wsp. 1980. W 1988 roku Shah i Collins usunęli go wraz z krewnymi z tego rodzaju i umieścili w nowo utworzonym rodzaju Porphyromonas ¹⁰. Porphyromonas gingivalis jest zatem obecną ważną nazwą; Bacteroides gingivalis to synonim, który wciąż spotkasz w starszych pracach i podręcznikach. NCBI Taxonomy oraz List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature wymieniają go w randze gatunku w rodzinie Porphyromonadaceae, rzędzie Bacteroidales, typie Bacteroidota — typie zapisywanym dawniej jako Bacteroidetes.

Co pozostaje niepewne

Trzy rzeczy, powiedziane wprost. Nie wiemy, jak często nosicielstwo — samo posiadanie organizmu — przechodzi w niszczenie dziąsła i kości ani u kogo. Nie wiemy, czy mechanizm patogenu kluczowego — jeden organizm w małej liczbie przechylający całą społeczność, jak pokazano w modelach zwierzęcych — działa tak samo w ludzkich ustach; autorzy przeglądu o patogenie kluczowym sami zadają to pytanie, zamiast zakładać odpowiedź ⁹. I nie wiemy, czy powiązania ogólnoustrojowe — związki z zapaleniem stawów i z otępieniem poza jamą ustną — odzwierciedlają przyczynę, skutek czy wspólną podatność na zapalenie: czy zarazek napędza chorobę, jedzie z nią na gapę, czy oba biorą się z tego samego ciała skłonnego do zapalenia. To są uczciwe krawędzie mapy, a udawanie, że są wypełnione, byłoby najszybszą drogą do wprowadzenia cię w błąd.