Efeito do farnesol sobre fatores de virulência de Candida albicans e Streptococcus mutans

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação dos fatores de virulência, atividade antimicrobiana e viabilidade celular de bactéria cariogênica na presença do Terpinen-4-ol: estudo in vitro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modificação em fotossensibilizador e sua aplicação na terapia fotodinâmica antimicrobiana em substrato dentinário

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da atividade antifúngica de peptídeos derivados da histatina-5 para o tratamento de candidose bucal

Os peptídeos têm sido amplamente estudados e demonstrados como uma estratégia promissora no combate a micro-organismos patogênicos, devido aos inovadores mecanismos de ação que apresentam e a menor indução de resistência nos microorganismos. Os peptídeos da família das Histatinas, naturalmente presentes na saliva humana, são os principais agentes que auxiliam na cicatrização e oclusão de feridas, re-epitelização e, além disso, dispõem de mecanismos de ação contra microorganismos, em especial, a Candida albicans. O agente etiológico da Candidiose bucal é a Candida albicans, um patógeno de origem fúngica, que acomete indivíduos de todas as idades, indivíduos imunologicamente debilitados e, especialmente, os usuários de próteses dentárias. Um importante fator de virulência da Candida albicans é a habilidade de formar biofilmes, estrutura comunitária microbiana revestida por exopolissacarídeos, capaz de aderir-se a superfícies lisas. Os biofilmes associam-se com a capacidade de causar infecções, com o desenvolvimento de resistência contra o sistema imune do hospedeiro e contra os antifúngicos. O uso indiscriminado e a exposição prolongada aos antifúngicos induz o surgimento de resistência a esses medicamentos, além disso existem cepas de Candida albicans resistentes ao tratamento com antifúngicos azólicos. Devido a isso surge a necessidade de desenvolvimento de novos alvos terapêuticos. O objetivo desse estudo consiste no desenvolvimento de análogos da Histatina-5 com algumas modificações estruturais, a fim de potencializar a ação terapêutica já comprovada dos peptídeos da família das Histatinas. A Histatina-5GH apresenta maior carga positiva que os demais peptídeos devido a troca de duas glicinas na estrutura da Histatina-5 por duas histidinas. Por sua vez, a Histatina-5SC possui o resíduo de serina C-terminal substituído por...

Efeito do farnesol sobre fatores de virulência de Candida albicans e Streptococcus mutans

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Comparative analysis of Enterococcus Faecalis biofilm formation on different substrates

Introduction: The aim of this study was to compare Enterococcus faecalis biofilm formation on different substrates. Methods: Cell culture plates containing growth medium and E. faecalis (ATCC 29212) were used to grow biofilm on bovine dentin, gutta-percha, hydroxyapatite, or bovine bone. Substrates were incubated at 37 C for 14 or 21 days, and the medium was changed every 48 hours. After the growth induction periods, specimens (n = 5 per group and per induction period) were stained by using Live/Dead, and the images were analyzed under a confocal microscope. The total biovolume (mm3), live bacteria biovolume (mm3), and substrate coverage (%) were quantified by using the BioImage_L software. Results obtained were analyzed by nonparametric tests (P = .05). Results: Biofilm formation was observed in all groups. Gutta-percha had the lowest total biovolume at 14 days (P < .05) and hydroxyapatite the highest at 21 days (P < .05). No significant difference was observed in green biovolume at 14 days. At 21 days, however, hydroxyapatite had the highest volume (P < .05). The percentages of coverage were similar among all substrates at 21 days (P > .05), but at 14 days, bovine bone presented the highest coverage (P < .05). Conclusions: E. faecalis was capable of forming biofilm on all substrates during both growth periods; hydroxyapatite presented the highest rates of biofilm formation. The type of substrate influenced the biofilm characteristics, according to the parameters evaluated

Antimicrobial activity of triantibiotic paste, 2% chlorhexidine gel, and calcium hydroxide on an intraoral-infected dentin biofilm model

Introduction: The purpose of this study was to evaluate the antimicrobial activity of calcium hydroxide, 2% chlorhexidine gel, and triantibiotic paste (ie, metronidazole, minocycline, and ciprofloxacin) by using an intraorally infected dentin biofilm model. Methods: Forty bovine dentin specimens were infected intraorally using a removable orthodontic device in order to induce the biofilm colonization of the dentin. Then, the samples were treated with the medications for 7 days. Saline solution was used as the control. Two evaluations were performed: immediately after the elimination of the medication and after incubation in brain-heart infusion medium for 24 hours. The Live/Dead technique (Invitrogen, Eugene, OR) and a confocal microscope were used to obtain the percentage of live cells. Nonparametric statistical tests were performed to show differences in the percentage of live cells among the groups (P < .05). Results: Calcium hydroxide and 2% chlorhexidine gel did not show statistical differences in the immediate evaluation. However, after application of the brain-heart infusion medium for 24 hours, 2% gel chlorhexidine showed a statistically lesser percentage of live cells in comparison with calcium hydroxide. The triantibiotic paste significantly showed a lower percentage of live cells in comparison with the 2% chlorhexidine gel and calcium hydroxide groups in the immediate and secondary (after 24 hours) evaluations. Conclusions: The triantibiotic paste was most effective at killing the bacteria in the biofilms on the intraorally infected dentin model in comparison with 2% chlorhexidine gel and calcium hydroxide

The antimicrobial effect of new and conventional endodontic irrigants on intra-orally infected dentin

Objectives. To evaluate if the incorporation of antimicrobial compounds to chelating agents or the use of chelating agents with antimicrobial activity as 7% maleic acid and peracetic acid show similar disinfection ability in comparison to conventional irrigants as sodium hypochlorite or iodine potassium iodide against biofilms developed on dentin. Materials and methods. The total bio-volume of live cells, the ratio of live cells and the substratum coverage of dentin infected intra-orally and treated with the irrigant solutions: MTAD, Qmix, Smear Clear, 7% maleic acid, 2% iodine potassium iodide, 4% peracetic acid, 2.5% and 5.25% sodium hypochlorite was measured by using confocal microscopy and the live/dead technique. Five samples were used for each irrigant solution. Results. Several endodontic irrigants containing antimicrobials as clorhexidine (Qmix), cetrimide (Smear Clear), maleic acid, iodine compounds or antibiotics (MTAD) lacked an effective antibiofilm activity when the dentin was infected intra-orally. The irrigant solutions 4% peracetic acid and 2.5–5.25% sodium hypochlorite decrease significantly the number of live bacteria in biofilms, providing also cleaner dentin surfaces (p < 0.05). Conclusions. Several chelating agents containing antimicrobials could not remove nor kill significantly biofilms developed on intra-orally infected dentin, with the exception of sodium hypochlorite and 4% peracetic acid. Dissolution ability is mandatory for an appropriate eradication of biofilms attached to dentin.

Remoção de biofilme em canais de endoscópios: avaliação de métodos de desinfecção atualmente utilizados

Estudo experimental laboratorial que comparou a ação de cinco métodos de desinfecção na remoção de biofilme em endoscópios gastrintestinais. Foram utilizados como corpos de prova tubos novos transparentes de politetrafluoretileno (Teflon®) simulando os canais flexíveis dos endoscópios. Após limpeza prévia os tubos foram contaminados intencionalmente com Pseudomonas aeruginosa para formação de biofilme e submetidos à desinfecção. Como resultado, nenhum deles removeu 100% dos biofilmes. O que mais removeu fisicamente o biofilme foi o glutaraldeído 2% em processadora automática, provavelmente justificado pela dupla limpeza, já que o equipamento conta com essa fase no início do seu ciclo. O método que se mostrou menos eficiente para remoção de biofilme e outros resíduos foi água eletrolítica ácida. Esses resultados sugerem que a limpeza é mais impactante na remoção de biofilmes do que a desinfecção consecutiva, uma vez que o glutaraldeído, desinfetante da máquina que se mostrou mais eficiente, é um fixador de resíduos orgânicos.

Quantitative detection of Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis and Pseudomonas aeruginosa in human oral epithelial cells from subjects with periodontitis and periodontal health

Epithelial cells in oral cavities can be considered reservoirs for a variety of bacterial species. A polymicrobial intracellular flora associated with periodontal disease has been demonstrated in buccal cells. Important aetiological agents of systemic and nosocomial infections have been detected in the microbiota of subgingival biofilm, especially in individuals with periodontal disease. However, non-oral pathogens internalized in oral epithelial cells and their relationship with periodontal status are poorly understood. The purpose of this study was to detect opportunistic species within buccal and gingival crevice epithelial cells collected from subjects with periodontitis or individuals with good periodontal health, and to associate their prevalence with periodontal clinical status. Quantitative detection of total bacteria and Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus faecalis in oral epithelial cells was determined by quantitative real-time PCR using universal and species-specific primer sets. Intracellular bacteria were visualized by confocal microscopy and fluorescence in situ hybridization. Overall, 33 % of cell samples from patients with periodontitis contained at least one opportunistic species, compared with 15 % of samples from healthy individuals. E. faecalis was the most prevalent species found in oral epithelial cells (detected in 20.6 % of patients with periodontitis, P = 0.03 versus healthy individuals) and was detected only in cells from patients with periodontitis. Quantitative real-time PCR showed that high levels of P. aeruginosa and S. aureus were present in both the periodontitis and healthy groups. However, the proportion of these species was significantly higher in epithelial cells of subjects with periodontitis compared with healthy individuals (P = 0.016 for P. aeruginosa and P = 0.047 for S. aureus). Although E. faecalis and P. aeruginosa were detected in 57 % and 50 % of patients, respectively, with probing depth and clinical attachment level ≥6 mm, no correlation was found with age, sex, bleeding on probing or the presence of supragingival biofilm. The prevalence of these pathogens in epithelial cells is correlated with the state of periodontal disease.

Sucrose Substitutes Affect the Cariogenic Potential of Streptococcus mutans Biofilms

Streptococcus mutans is considered the primary etiologic agent of dental caries and contributes significantly to the virulence of dental plaque, especially in the presence of sucrose. To avoid the role of sucrose on the virulence factors of S. mutans, sugar substitutes are commonly consumed because they lead to lower or no production of acids and interfere with biofilm formation. This study aimed to investigate the contribution of sugar substitutes in the cariogenic potential of S. mutans biofilms. Thus, in the presence of sucrose, glucose, sucralose and sorbitol, the biofilm mass was quantified up to 96 h, the pH of the spent culture media was measured, the expression of biofilm-related genes was determined, and demineralization challenge experiments were conduct in enamel fragments. The presence of sugars or sugar substitutes profoundly affected the expression of spaP, gtfB, gtfC, gbpB, ftf, vicR and vicX in either biofilm or planktonic cells. The substitution of sucrose induced a down-regulation of most genes involved in sucrose-dependent colonization in biofilm cells. When the ratio between the expression of biofilm and planktonic cells was considered, most of those genes were down-regulated in biofilm cells in the presence of sugars and up-regulated in the presence of sugar substitutes. However, sucralose but not sorbitol fulfilled the purpose of reducing the cariogenic potential of the diet since it induced the biofilm formation with the lowest biomass, did not change the pH of the medium and led to the lowest lesion depth in the cariogenic challenge

Mapeamento global de interações proteicas nas vias de sinalização mediadas por c-di-GMP de Pseudomonas aeruginosa

A persistência bacteriana correlacionada à formação de biofilmes bacterianos é, há algum tempo, fonte de grande preocupação médica em virtude de sua ampla associação com a dificuldade de tratamento de infecções crônicas. Por outro lado, as perspectivas de utilização de biofilmes bacterianos em novas aplicações biotecnológicas e até mesmo para fins terapêuticos são promissoras. Há, portanto, grande interesse em compreender os mecanismos que levam as células bacterianas a deixar o estado planctônico, de vida livre, e associarem-se nesses conglomerados celulares altamente complexos. Ao longo das últimas décadas, o segundo mensageiro c-di-GMP – em conjunto com as moléculas que catalisam sua síntese (diguanilato ciclases) e sua degradação (fosfodiesterases) e seus receptores – estabeleceu-se como um elemento central de regulação de uma série de respostas celulares que determinam a formação ou a dispersão de biofilmes. Curiosamente, as proteínas que participam do metabolismo deste segundo mensageiro estão, frequentemente, codificadas múltiplas vezes em um mesmo genoma bacteriano. Em vista dessa observação, estudos mais recentes apontam que, para reger paralelamente uma variedade tão ampla de fenótipos, este sistema opera em modo de alta especificidade de sinalização e que, portanto, o sinal metabolizado por determinados conjuntos de diguanilato ciclases e fosfodiesterases tem alvos celulares específicos. Evidências robustas, porém isoladas até o momento, apontaram que um dos meios pelo qual ocorre a segregação entre sinal produzido e alvo específico é a interação direta entre as proteínas componentes das vias de sinalização. Mais, demonstrou-se que, em algumas vias, a transmissão de sinal ocorre exclusivamente via interação proteica, dispensando a intermediação do sinalizador em si. Para avaliar a validade e relevância global deste mecanismo, propôs-se, neste estudo, a investigação da rede total de interações entre as proteínas tipicamente associadas às vias de sinalização por c-di-GMP em Pseudomonas aeruginosa, utilizando ensaios de duplo-hibrido bacteriano. Para tanto, foram construídas duas bibliotecas de DNA direcionadas e foram feitos testes de interação de forma estratégica para possibilitar o esgotamento e averiguação de todas as possíveis interações entre as proteínas alvo identificadas. O resultado obtido, um mapa inicial, porém abrangente, da rede de interações proteicas em P. aeruginosa, indica uma grande probabilidade de que os mecanismos previamente descritos sejam realmente recorrentes e relevantes para o intermédio da sinalização nesse organismo. Algumas das interações mais robustas encontradas são bastante interessantes e serão, em estudos futuros, mais extensivamente estudadas.

Capacidade de adesão e formação de biofilme de Candida ssp. isoladas da cavidade oral de pacientes transplantados renais na presença do extrato de Eugenia uniflora

Candidiasis is a major oral manifestation in kidney transplant patients. Candida spp. possess essential virulence factors which contribute for the infectious process, including the ability to adhere to epithelial cells and biofilm formation. The extract obtained from the leaves of Eugenia uniflora [acetone: water (7:3, v/v)] has demonstrated antifungal activity against Candida spp. This study evaluated the influence of the extract of E. uniflora in adhesion to human buccal epithelial cells (HBEC) and biofilm formation of 42 strains of Candida spp. isolated from the oral cavity of kidney transplant patients. Candida spp. strains belonging to a culture collection were reactivated and phenotypically re-identified by classical and molecular methods (genotyping ABC and RAPD), when necessary, to complete the identification to the species level. For the virulence tests evaluated in vitro, yeasts were grown in the presence and absence of 1000 g/mL of the extract. A ratio of 10: 1 (Candida spp. cells x HBECs) was incubated for 1 hour at 37 ° C, 200 rpm, fixed with 10% formalin and the number of Candida cells adhered to 150 HBEC determined by optical microscope. Biofilms were formed on polystyrene microplates in the presence or absence of the extract. The quantification was performed with crystal violet staining at 570 nm. All isolates were viable and exhibited phenotypic characteristics suggestive of each species identified. Two strains presumptively identified as Candida dubliniensis belonged to this species as determined with genotyping ABC, while strains identified as belonging to the Candida parapsilosis species complex were differentiated by RAPD genotyping. Candida albicans was found to be the most adherent species to the buccal epithelia, while C. tropicalis showed remarkable biofilm formation.We could detect that the extract of E. uniflora was able to reduce adhesion to HBEC for both Candida albicans and non-Candida albicans Candida species. On the other hand, only 16 Candida spp. strains (36 %) showed reduced biofilm formation. However, two highly biofilm producer strains of C. tropicalis had an expressive reduction in biofilm formation. This study reinforces the idea that besides growth inhibition, E. uniflora may interfere with the expression of some virulence factors of Candida spp., and may be possibly applied in the future as a novel antifungal agent.

Desenvolvimento de filmes nanocompósitos de isolado protéico de corvina (micropogonias furnieri) e argila organofílica

O desenvolvimento de filmes e coberturas é um processo de transformação que utiliza polímeros capazes de formar uma matriz contínua. As proteínas de pescado apresentam propriedades que são vantajosas no preparo de biofilmes, como habilidade para formar redes, plasticidade e elasticidade, apresentando boa barreira ao oxigênio, mas sua barreira ao vapor de água é baixa devido à sua natureza hidrofílica. Estas propriedades podem ser melhoradas aplicando nanotecnologia, incluindo materiais como as nanoargilas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver filmes nanocompósitos a partir de biopolímeros protéicos provenientes de isolados protéicos de corvina (Micropogonias furnieri) e argilas organofílicas. O isolado protéico de corvina (IPC) foi obtido utilizando processo de variação de pH para solubilizar e isolar proteína. Os filmes poliméricos foram desenvolvidos pela técnica de “casting”. Para o desenvolvimento de filmes nanocompósitos de isolado protéico de corvina (IPC) e montmorilonita foi executado um planejamento experimental de 3 níveis e 3 fatores com 3 réplicas no ponto central. Os resultados foram submetidos à metodologia de superfície de resposta (MSR) para estudar os efeitos simultâneos das variáveis independentes, concentração de IPC (IPC = 2; 3,5 e 5 g/100 g de solução filmogênica); concentração de montmorilonita (MMT = 0,3; 0,5 e 0,7 g/100 g de solução filmogênica); e plastificante glicerol (G = 25, 30 e 35 g/100 g de IPC em base seca) sobre as respostas resistência à tração (MPa), elongação (%), força na ruptura (N), permeabilidade ao vapor de água (g mm m-2 d -1 KPa-1 ) e solubilidade (%). O isolado protéico obtido de carne mecanicamente separada de corvina apresentou 97,87% de proteína (em base seca), boa capacidade de retenção de água e solubilidade. Os valores de resistência à tração variaram entre 7,2 e 10,7 MPa e os valores de elongação de 39,6 a 45,8%. Os valores encontrados para PVA no presente trabalho encontram-se entre 3,2 e 5,5 g mm m-2 d -1 KPa-1 . Os filmes nanocompósitos produzidos a partir de IPC e MMT foram promissores, do ponto de vista das propriedades mecânicas, aparência visual e fácil manuseio, bem como baixa permeabilidade ao vapor de água e a baixa solubilidade. Com relação às propriedades mecânicas, a concentração de IPC e MMT foi o principal fator que influenciou no desenvolvimento dos filmes nanocompósitos. O planejamento experimental utilizado determinou que 3,5 g de IPC; 0,5 g de MMT e 30 (g/100g de IPC) de glicerol seriam os parâmetros ideais para desenvolvimento de filmes nanocompósitos utilizando a técnica de “casting”. As coberturas de isolado protéico de corvina (IPC) e as coberturas de IPC e MMT foram aplicadas em mamão minimamente processado para avaliar sua vida- útil. O revestimento com cobertura de isolado protéico de corvina e montmorilonita aplicado em mamão minimamente processado apresentou menor perda de massa 5,26%, menor crescimento microbiano e menor diminuição de firmeza, luminosidade e pH conseqüentemente apresentou os melhores resultados na cobertura de mamão minimamente processado, quando comparados com a amostra controle sem cobertura.

Aplicação de porfirinas como fotossensibilizadores para a inativação fotodinâmica de microrganismos da cavidade oral

A cavidade oral é um habitat favorável ao desenvolvimento de microrganismos, alguns dos quais podem causar doenças, sendo Enterococcus faecalis uma bactéria frequentemente encontrada em biofilmes instalados em diferentes nichos da cavidade oral. Este trabalho teve como objetivo testar a aplicabilidade da inativação fotodinâmica (PDI), usando porfirinas como fotossensibilizadores, como estratégia de controlo de biofilmes da cavidade oral, tomando E. faecalis como microrganismo modelo. Como fotossensibilizadores, foram testadas as porfirinas catiónicas Tetra-Py+-Me, Tri-Py+-Me-PF, PCat 2, PCat 3, PCat 4 e o corante azul de toluidina O (TBO), incluído como fotossensibilizador de referência. Os biofilmes de E. faecalis foram irradiados com luz branca (270 J.cm-2) a uma intensidade de 150 mW.cm-2, na presença de até 50 µM de porfirina ou até 20 µM de TBO. A cinética de inativação foi caracterizada pela variação da concentração de células viáveis ao longo da experiência. Foi também testada a inativação de células na forma livre, em condições equivalentes. Os biofilmes de E. faecalis mostraram-se muito resistentes à PDI com qualquer dos PS testados, não tendo sido conseguidos fatores de inativação superiores a 2 log com a concentração máxima de PS (50 µM) e a dose máxima de luz (270 J.cm-2). Na forma livre as células foram inativadas até ao limite de quantificação com concentrações de PS de 0,5 µM e doses de luz até 108 J.cm-2, com uma intensidade de 10 mW.cm-2. No entanto, a eficiência de ligação dos PS às células livres não foi maior do que aos biofilmes. Embora os fatores de inativação obtidos não permitam ainda considerar que a PDI com os compostos testados seja uma abordagem antimicrobiana eficiente contra biofilmes de E. faecalis, o facto de se confirmar uma relação entre as propriedades químicas e físicas do PS e a sua eficiência, bem como os resultados muito promissores obtidos com uma das famílias de porfirinas testadas apenas em células livres, justifica a prossecução do desenvolvimento de novos PS para o controle de biofilmes bacterianos na cavidade oral.