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25 Agosto 2022

Científicos descubren interacciones nutricionales que promueven la periodontitis


Esquema de la red trófica integrada por F. nucleatum en las biopelículas orales descubierta por este estudio.Esquema de la red trófica integrada por F. nucleatum en las biopelículas orales descubierta por este estudio.

En un nuevo estudio publicado en mSystems, investigadores dirigidos por la Universidad de Osaka han revelado el papel de F. nucleatum en el desarrollo de la periodontitis. Un importante microbio implicado en la periodontitis es un patógeno conocido como Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis).

Dentro del microbioma oral se produce un proceso denominado alimentación cruzada metabólica, en el que las bacterias segregan productos -a menudo como desechos nutricionales- que son consumidos por otras bacterias, lo que favorece la supervivencia de éstas. El grupo de investigación demostró anteriormente que F. nucleatum, un componente común del microbioma oral tanto en estados sanos como de enfermedad, participa en una relación de alimentación cruzada con otra bacteria oral. Sin embargo, aún no se habían determinado los mecanismos que subyacen a la participación de F. nucleatum en la progresión de la periodontitis, lo que llevó al equipo de investigación a examinar más a fondo las interacciones de F. nucleatum y otras bacterias orales.

"Para entender mejor cómo las interacciones metabólicas de F. nucleatum pueden contribuir al desarrollo de la enfermedad de las encías, analizamos los cocultivos de F. nucleatum con otras bacterias comensales que se encuentran en la boca", dice el autor principal Akito Sakanaka. Los comensales son microbios (incluidas las bacterias) que residen en la superficie del cuerpo y dentro de la cavidad bucal y el tracto digestivo sin causar daño.

Los investigadores descubrieron que el cocultivo de F. nucleatum con otras bacterias comensales daba lugar a un aumento de la disponibilidad de ciertos aminoácidos que F. nucleatum utilizaba para producir poliaminas como la putrescina y la cadaverina.

"Descubrimos que F. nucleatum produce poliaminas como la putrescina y la cadaverina a través de la alimentación cruzada metabólica con otras bacterias comensales", dice el autor correspondiente Masae Kuboniwa, DDS, PhD. "Estas poliaminas crean entonces condiciones favorables que permiten que el patógeno periodontal P. gingivalis crezca y se extienda, promoviendo así el desarrollo de la periodontitis".

El análisis de muestras de placa de sujetos humanos mostró que la presencia de P. gingivalis coincidía con la presencia de la información genética necesaria para la producción de putrescina que se encuentra en F. nucleatum y otras bacterias comensales. Estos resultados sugieren que F. nucleatum integra una red metabólica dentro del microbioma oral que puede promover el desarrollo de la enfermedad periodontal.

"En otras palabras, el descuido del cepillado dental puede proporcionar amplias oportunidades de alimentación cruzada en las que las bacterias orales comienzan a intercambiar espontáneamente metabolitos a través de F. nucleatum, lo que en última instancia conduce a un aumento de los patógenos periodontales", dice el autor principal Atsuo Amano, DDS, PhD. "Teniendo en cuenta que F. nucleatum también está fuertemente vinculado a graves afecciones sistémicas como el cáncer colorrectal, es necesario seguir trabajando para centrarse en las propiedades metabólicas de F. nucleatum dentro de las comunidades polimicrobianas, lo que podría abrir nuevas oportunidades terapéuticas para las enfermedades mediadas por F. nucleatum."

No está claro por qué las poliaminas inducen cambios drásticos en el comportamiento de P. gingivalis. Se necesita mucho más trabajo para descubrir los mecanismos moleculares que subyacen a las consecuencias de las poliaminas en la fisiología de P. gingivalis.

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