Experimenten uitgevoerd op muismodellen in biotechnologische laboratoria hebben precies opgehelderd hoe deze bacteriële invasie van de hersenen plaatsvindt. Porphyromonas gingivalis bezit het opmerkelijke vermogen om het orale epitheel te passeren en in de bloedbaan terecht te komen, een fenomeen dat bekend staat als bacteriëmie.
Deze toegang tot de bloedbaan vindt dagelijks plaats bij mensen met chronische parodontitis, met name tijdens het tandenpoetsen, het kauwen van hard voedsel of zelfs kleine tandheelkundige ingrepen. Elke episode van bloedend tandvlees vormt een potentiële toegangspoort voor deze ziekteverwekkers tot de bloedsomloop.
Eenmaal in de bloedbaan kunnen deze bacteriën de bloed-hersenbarrière passeren, een normaal gesproken ondoordringbare structuur die de hersenen beschermt tegen circulerende ziekteverwekkers. Porphyromonas gingivalis heeft geavanceerde mechanismen ontwikkeld waarmee het de endotheelcellen van deze barrière kan binnendringen en zo naar het hersenweefsel kan migreren, waar het chronische infectiehaarden vestigt.
Experimenten met muizen hebben deze migratie onweerlegbaar aangetoond: na orale toediening van Porphyromonas gingivalis detecteerden onderzoekers de bacterie al binnen enkele weken in de hersenen van de dieren, gepaard gaande met het verschijnen van amyloïde plaques die kenmerkend zijn voor de ziekte van Alzheimer en een meetbare cognitieve achteruitgang.
Gingipaines: Enzymen die neuronen vernietigen
Nog zorgwekkender is dat Porphyromonas gingivalis zeer giftige eiwitten afscheidt, gingipainen genaamd, die als ware massavernietigingswapens voor zenuwcellen fungeren. Deze proteolytische enzymen (cysteïne-proteasen) bezitten een buitengewoon krachtige enzymatische activiteit, waarmee ze een breed scala aan structurele en functionele eiwitten kunnen afbreken.
Gingipainen richten zich specifiek op synapsen en axonen, neuronale structuren die essentieel zijn voor de informatieoverdracht in de hersenen. Ze breken neuronale cytoskeletale eiwitten af (met name het tau-eiwit), wat leidt tot de vorming van neurofibrillaire kluwen, een van de twee karakteristieke laesies van de ziekte van Alzheimer, samen met amyloïde plaques.
Deze enzymen zetten ook de pathologische vorming van bèta-amyloïde peptiden in gang, de andere belangrijke component van de laesies bij Alzheimer. Onderzoekers hebben ontdekt dat de hersenen deze peptiden produceren als een antimicrobieel afweermechanisme, in een poging om binnendringende bacteriën te vangen en te neutraliseren. Helaas blijkt deze afweerreactie averechts te werken, omdat amyloïde plaques zich geleidelijk ophopen en zelf bijdragen aan neurodegeneratie.
