Porphyromonas gingivalis

Qué es Porphyromonas gingivalis

Es una bacteria del género Porphyromonas que habita en la cavidad bucal humana. El nombre del género une el adjetivo griego πορφύρεος (porphýreos), purpúreo, con el latín monas, unidad, en alusión al pigmento que acumulan sus células. El epíteto es más sencillo: gingivalis deriva del latín gingiva, encía, y significa «de las encías». Pocas veces un nombre científico dice con tanta precisión dónde vive su dueño.

Hasta 1980 careció de nombre propio. Sus cepas se incluían en Bacteroides asaccharolyticus, la especie que agrupaba a los bacilos anaerobios pigmentados incapaces de fermentar azúcares, hasta que Coykendall, Kaczmarek y Slots demostraron que ese grupo era genéticamente heterogéneo y separaron como Bacteroides gingivalis a las cepas de la boca. En 1988 Shah y Collins la trasladaron a un género creado para la ocasión, Porphyromonas. Desde entonces se ha convertido en una de las bacterias bucales más estudiadas (el registro nomenclatural LPSN, que lleva la cuenta de sus menciones en PubMed, tiene un tope de 9.999 y esta especie ya lo ha alcanzado).

Cómo se identifica en el laboratorio

Al microscopio es un cocobacilo corto, de aproximadamente 0,5 por 1 a 2 micras, que no se mueve ni forma esporas. En la tinción de Gram se comporta como gramnegativo. Solo crece en ausencia de oxígeno, un tipo de metabolismo que se describe en la entrada sobre anaerobiosis. No fermenta azúcares y produce indol, dos rasgos bioquímicos que la apartan de otros anaerobios pigmentados de la boca.

Lo que primero llama la atención es el color. En agar sangre forma colonias que se van oscureciendo hasta volverse negras. Ese tono no procede de ninguna melanina sino del grupo hemo de la hemoglobina, que la bacteria no sabe fabricar y tiene que tomar del medio: sus enzimas rompen los hematíes, oxidan la hemoglobina y la degradan hasta liberar el hemo. El exceso se deposita sobre la superficie celular en forma de un dímero de hierro, el μ-oxo bishemo, que le sirve a la vez de reserva y de protección frente al estrés oxidativo.

Enzimas y adhesinas

Las gingipaínas ocupan el centro de su maquinaria. Son tres proteasas de cisteína: dos de ellas, RgpA y RgpB, cortan las proteínas junto a residuos de arginina, y la tercera, Kgp, lo hace junto a la lisina. Degradan hemoglobina, transferrina y numerosas proteínas de las defensas del huésped. Viajan además dentro de pequeñas vesículas que la bacteria desprende de su membrana externa y que difunden por el tejido gingival, de modo que su acción llega más allá del lugar donde está la propia bacteria. Lejos del ambiente sin oxígeno de la bolsa periodontal se oxidan y pierden su actividad enzimática.

Para adherirse dispone de fimbrias. Las largas, formadas por la proteína FimA, la fijan al epitelio bucal y a la hidroxiapatita. Hay un segundo tipo, más corto y construido con subunidades Mfa1, cuya función es otra: engancharse a Streptococcus gordonii, uno de los primeros colonizadores de la placa dental.

Completa el repertorio una enzima que no se ha encontrado en ningún otro procariota, una peptidilarginina deiminasa capaz de convertir la arginina de las proteínas en citrulina. Se diferencia de sus equivalentes humanas en dos cosas: no depende del calcio y actúa también sobre la arginina libre. Está presente en todas las cepas de P. gingivalis analizadas y falta en las especies emparentadas del género.

Dónde vive y cómo se transmite

Su hábitat es el surco gingival, el estrecho espacio entre la encía y el diente, donde comparte sitio con más de 500 especies bacterianas. No llega la primera. La placa se inicia con Streptococcus y Actinomyces adheridos a las superficies cubiertas de saliva; después se suman bacterias que hacen de puente, como Fusobacterium nucleatum, y solo entonces se incorporan los colonizadores tardíos, entre ellos P. gingivalis.

En 2012 Hajishengallis, Darveau y Curtis la propusieron como ejemplo de patógeno clave, traducción del inglés keystone, la piedra que cierra un arco y sin la cual la estructura se desmorona. El término, tomado de la ecología, describe a un microorganismo poco abundante que, aun así, transforma una microbiota estable en una comunidad desequilibrada, la disbiosis que acompaña a la inflamación periodontal.

Se contagia por contacto con la saliva y el entorno más estudiado es el familiar. Según una revisión sistemática publicada en 2020, cuando un miembro de la familia la porta, la probabilidad de detectarla también en otro conviviente ronda el 45 % si se combinan cultivo y técnicas moleculares; si se exige que las cepas sean genéticamente idénticas, baja a algo menos del 36 %.

Qué enfermedades produce

Su enfermedad es la periodontitis, en la que la inflamación mantenida acaba destruyendo el periodonto. El Manual MSD la cita, junto a Aggregatibacter actinomycetemcomitans y Eikenella corrodens, entre los microorganismos que se asocian con frecuencia a esta enfermedad. En 1998 el grupo de Socransky la reunió con Treponema denticola, del género Treponema, y con Tannerella forsythia en el llamado complejo rojo, el trío de la placa subgingival más relacionado con las lesiones avanzadas.

Fuera de la boca, la investigación la ha vinculado con varias enfermedades sistémicas, aunque ninguna de esas asociaciones equivale hoy a una relación causal demostrada. La hipótesis más antigua mira a la artritis reumatoide. Los anticuerpos contra proteínas citrulinadas son característicos de esa enfermedad, y la capacidad de la bacteria para citrulinar proteínas ofrecía un mecanismo verosímil; estudios posteriores han matizado la idea sin llegar a descartarla.

La relación con la enfermedad de Alzheimer es más reciente. En 2019 un trabajo publicado en Science Advances detectó gingipaínas en el cerebro de pacientes con esta demencia y ADN de la bacteria en su líquido cefalorraquídeo; en ratones, la infección de la boca terminó colonizando el cerebro y aumentó la producción del péptido amiloide beta 1-42. La hipótesis no se ha confirmado en personas, y un ensayo clínico construido sobre ella no alcanzó en 2021 sus objetivos principales.

Especies con las que se confunde

Con Porphyromonas gulae, descrita en 2001, forma una pareja tan próxima que los estudios filogenómicos las analizan juntas. La diferencia está en el huésped: P. gulae se aísla sobre todo en animales, mientras que P. gingivalis destaca dentro de su género por su especialización en la boca humana.

En la placa conviven además otros anaerobios que también ennegrecen sus colonias, como Prevotella intermedia. Estos sí fermentan azúcares (la separación entre especies sacarolíticas y asacarolíticas fue precisamente la que dividió en dos géneros a los antiguos bacteroides pigmentados), y P. intermedia se sitúa en capas más superficiales, dentro del grupo que los periodoncistas llaman complejo naranja.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa el nombre Porphyromonas gingivalis?

Literalmente, unidad purpúrea de las encías. Porphyromonas combina el griego porphýreos, purpúreo, con el latín monas, unidad; gingivalis procede de gingiva, encía. La especie se describió en 1980 dentro de Bacteroides y recibió su nombre actual en 1988.

¿Puede estar en la boca de una persona sin periodontitis?

Sí. Forma parte de la microbiota bucal y en muchas personas convive en cantidades bajas sin destruir los tejidos. Esa misma condición de patógeno clave explica que, cuando las condiciones locales la favorecen, pueda alterar el equilibrio de la comunidad sin necesidad de ser mayoritaria.

¿Causa la enfermedad de Alzheimer?

No está demostrado. Hay hallazgos en cerebros de pacientes y en modelos animales que sostienen la hipótesis, pero falta la prueba en humanos.

¿Qué es el complejo rojo?

Es la etiqueta que Socransky y sus colaboradores pusieron en 1998 al trío formado por P. gingivalis, Treponema denticola y Tannerella forsythia, tres anaerobios que aparecían juntos en la placa subgingival de las lesiones más avanzadas. Su estudio ordenó las bacterias de la placa en grupos identificados por colores, y el rojo correspondía al más ligado a la enfermedad. El modelo ayudó a asentar la idea de que la periodontitis depende de una comunidad bacteriana y no de un único germen. Con los años han surgido modelos más completos, pero la expresión sigue en uso.

Referencias

1. LPSN (Leibniz Institute DSMZ). Porphyromonas gingivalis (Coykendall et al. 1980) Shah and Collins 1988.
2. Manual MSD, versión para profesionales. Periodontitis.
3. Hajishengallis G, et al. The keystone-pathogen hypothesis. Nature Reviews Microbiology, 2012.
4. Dominy SS, et al. Porphyromonas gingivalis in Alzheimer's disease brains: evidence for disease causation and treatment with small-molecule inhibitors. Science Advances, 2019.
5. Bennani M, et al. Shared detection of Porphyromonas gingivalis in cohabiting family members: a systematic review and meta-analysis. Journal of Oral Microbiology, 2020.