Il lavoro, pubblicato come articolo in corso di stampa su Communications Biology, descrive a una risoluzione di 3,0 Å la struttura polimerizzata della proteina Mfa1, principale componente del fusto del pilo. Il risultato consente di osservare il complesso nella configurazione funzionale assunta sulla superficie batterica e chiarisce un passaggio rimasto finora meno definito rispetto al pilo maggiore Fim. Per chi si occupa di parodontologia, il dato è rilevante perché i pili di P. gingivalis non sono semplici appendici strutturali. Partecipano all’adesione, alla coaggregazione con altri microrganismi del biofilm e all’interazione con le cellule dell’ospite. Comprenderne l’assemblaggio significa individuare punti molecolari potenzialmente vulnerabili.
Il pilo Mfa e la colonizzazione del biofilm orale
Porphyromonas gingivalis possiede due principali sistemi pilari di tipo V: il pilo Fim, più lungo, e il pilo Mfa, più corto. Entrambi contribuiscono alla colonizzazione delle superfici orali, ma svolgono funzioni parzialmente differenti.
Il pilo Mfa è formato da un fusto costituito prevalentemente da Mfa1, da una proteina di ancoraggio e da subunità accessorie collocate verso l’estremità. Una delle sue funzioni più studiate riguarda l’adesione agli streptococchi orali, in particolare a Streptococcus gordonii, attraverso l’interazione con la proteina di superficie SspB. Questa associazione favorisce la coaggregazione tra specie differenti e l’organizzazione di comunità microbiche più complesse. In altri termini, Mfa1 contribuisce a creare collegamenti fisici che possono consolidare il biofilm subgengivale. La struttura ricostruita nello studio mostra la posizione tridimensionale della regione di Mfa1 ritenuta coinvolta nel legame con SspB. Gli autori hanno inoltre rilevato che una porzione ad alfa-elica cambia orientamento quando la proteina passa dallo stato monomerico a quello polimerizzato. È un dettaglio tutt’altro che marginale: studiare una proteina isolata, infatti, non sempre permette di prevederne correttamente le superfici di interazione nella forma funzionale.
Come si assembla il filamento
Il principale risultato dello studio riguarda il meccanismo di polimerizzazione. Le subunità Mfa1 vengono inizialmente trasportate e ancorate alla membrana esterna del batterio come lipoproteine. Una proteasi di P. gingivalis, la gingipaina RgpB, taglia poi Mfa1 in corrispondenza del residuo Arg49.
Il taglio libera una porzione terminale della proteina, definita donor strand, che può inserirsi nella cavità idrofobica della subunità adiacente. Si produce così uno scambio di filamenti beta tra due molecole successive. Il processo si ripete, consentendo al pilo di allungarsi dalla base.
La ricostruzione crio-EM conferma quindi che anche Mfa1 utilizza uno scambio di filamento mediato da proteasi, meccanismo già osservato nel pilo Fim. Secondo gli autori, il risultato rafforza l’ipotesi che questa modalità di assemblaggio sia una caratteristica generale dei pili di tipo V.
Nuovi bersagli contro adesione e biofilm
La disponibilità di un modello quasi atomico del pilo Mfa rende ora possibile localizzare con maggiore precisione le regioni coinvolte nell’assemblaggio e nell’adesione interbatterica.
Due strategie appaiono teoricamente percorribili: bloccare lo scambio di filamento tra subunità Mfa1 oppure interferire con la superficie che riconosce SspB. In entrambi i casi, l’obiettivo non sarebbe necessariamente uccidere il batterio, ma limitarne la capacità di colonizzare, aggregarsi con altre specie e stabilizzare il biofilm. Gli stessi autori richiamano la possibilità di progettare molecole o peptidi capaci di interferire con il legame tra Mfa1 e gli antigeni I/II degli streptococchi. Studi precedenti avevano già mostrato che peptidi derivati dalla regione di adesione di SspB possono ridurre la formazione del biofilm misto.
Lo studio descrive un bersaglio molecolare, non un farmaco, e non fornisce dati sull’efficacia terapeutica nell’uomo. Il valore immediato del lavoro è soprattutto conoscitivo: mostra come uno dei principali fattori di colonizzazione di P. gingivalis sia costruito e quali superfici esponga nel suo stato nativo.
Per la ricerca parodontale, è un passaggio concreto. La struttura non traduce ancora la biologia del pilo Mfa in una terapia, ma restringe il campo e indica dove cercare.
Fonte: Shibata S, Matsunami H, Ouhara K, et al. Cryo-EM structure of the native assembled Mfa type V pilus from the periodontal pathogen Porphyromonas gingivalis. Communications Biology. 2026. doi: 10.1038/s42003-026-10515-2.
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