Development and Characterization of an in vitro Four-species Anaerobic Dental Biofilm Model

Dental caries is the most common chronic disease worldwide. It is characterized by the demineralization of tooth enamel caused by acid produced by cariogenic dental bacteria growing on tooth surfaces, termed bacterial biofilms. Cariogenesis is a complex biological process that is influence by multiple factors and is not attributed to a sole causative agent. Instead, caries is associated with multispecies microbial biofilm communities composed of some bacterial species that directly influence the development of a caries lesion and other species that are seemingly benign but must contribute to the community in an uncharacterized way. Clinical analysis of dental caries and its microbial populations is challenging due to many factors including low sensitivity of clinical measurement tools, variability in saliva chemistry, and variation in the microbiota. Our laboratory has developed an in vitro anaerobic biofilm model for dental carries to facilitate both clinical and basic research-based analyses of the multispecies dynamics and individual factors that contribute to cariogenicity. The rational for development of this system was to improve upon the current models that lack key elements. This model places an emphasis on physiological relevance and ease of maintenance and reproducibility. The uniqueness of the model is based on integrating four critical elements: 1) a biofilm community composed of four distinct and representative species typically associated with dental caries, 2) a semi-defined synthetic growth medium designed to mimic saliva, 3) physiologically relevant biofilm growth substrates, and 4) a novel biofilm reactor device designed to facilitate the maintenance and analysis. Specifically, human tooth sections or hydroxyapatite discs embedded into poly(methyl methacrylate) (PMMA) discs are incubated for an initial 24 hr in a static inverted removable substrate (SIRS) biofilm reactor at 37°C under anaerobic conditions in artificial saliva (CAMM) without sucrose in the presence of 1 X 106 cells/ml of each Actinomyces odontolyticus, Fusobacterium nucleatum, Streptococcus mutans, and Veillonella dispar. During days 2 and 3 the samples are maintained continually in CAMM with various exposures to 0.2% sucrose; all of the discs are transferred into fresh medium every 24 hr. To validate that this model is an appropriate in vitro representation of a caries-associated multispecies biofilm, research aims were designed to test the following overarching hypothesis: an in vitro anaerobic biofilm composed of four species (S. mutans, V. dispar, A. odontolyticus, and F. nucleatum) will form a stable biofilm with a community profile that changes in response to environmental conditions and exhibits a cariogenic potential. For these experiments the biofilms as described above were exposed on days 2 and 3 to either CAMM lacking sucrose (no sucrose), CAMM with 0.2% sucrose (constant sucrose), or were transferred twice a day for 1 hr each time into 0.2% sucrose (intermittent sucrose). Four types of analysis were performed: 1) fluorescence microscopy of biofilms stained with Syto 9 and hexidium idodine to determine the biofilm architecture, 2) quantitative PCR (qPCR) to determine the cell number of each species per cm2, 3) vertical scanning interferometry (VSI) to determine the cariogenic potential of the biofilms, and 4) tomographic pH imaging using radiometric fluorescence microscopy after exposure to pH sensitive nanoparticles to measure the micro-environmental pH. The qualitative and quantitative results reveal the expected dynamics of the community profile when exposed to different sucrose conditions and the cariogenic potential of this in vitro four-species anaerobic biofilm model, thus confirming its usefulness for future analysis of primary and secondary dental caries.

Complexação de guaiacol com ß-ciclodextrina para tratamento de alveolite seca: avaliação in vitro e in vivo

A alveolite seca (AS) é uma das complicações pós-operatórias mais comuns e sintomáticas na odontologia, porém, até o momento não há um protocolo de tratamento definido. O composto fenólico guaiacol (Gu) é um dos materiais utilizados para revestimento intra-alveolar devido às suas propriedades analgésicas, antioxidantes e antimicrobianas. Contudo, sua desvantagem é a dificuldade de manipulação decorrente da sua baixa estabilidade, alta volatilidade e sensibilidade à oxidação. Para melhorar suas propriedades e aumentar sua aplicabilidade clínica, um complexo de inclusão de Gu com ß-ciclodextrina (ßcd) foi desenvolvido. A formação do complexo supramolecular de Gu:ßcd foi caracterizada mediante a ressonância magnética nuclear (RMN), nos experimentos de 1H e 2D ROESY. A atividade antibacteriana do Gu e Gu:ßcd frente a Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus mitis, Streptococcus mutans, Streptococcus sanguis e Aggregatibacter actinomycetemcomitans foi analisada pelo método da microdiluição e sua citotoxicidade em osteoblastos de calvária de rato, foi estudado com o ensaio do MTT. O processo de reparo alveolar induzido pelo Gu:ßcd foi avaliado histologicamente após tratamento de alveolite seca em molares inferiores de ratos. A RMN mostrou correlações espaciais entre os hidrogênios internos (H3 e H5) da ßcd e os hidrogênios aromáticos, H(a) e H(b) do Gu, confirmando a formação do complexo. A complexação do Gu na ßcd potencializou seu efeito antibacteriano e reduziu sua citotoxicidade em osteoblastos. O estudo in vivo evidenciou a ocorrência de ossificação no ápice alveolar dos ratos tratados com Gu:ßcd, no 7o dia. No 14o dia, as trabéculas ósseas ocuparam também o terço médio do alvéolo e no 21o dia, todo o alvéolo se encontrava preenchido por osso neoformado. Estes resultados foram similares ao controle negativo e superiores ao controle positivo (Alvogyl®). Os benefícios obtidos pela inclusão do Gu na ßcd foram demonstrados pela melhora das propriedades biológicas do Gu in vitro e o adequado reparo alveolar in vivo.

Relação da imunoglobulina-A e a prevalência de cáries em crianças

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Vacina contra a cárie dentária: perspetivas e preocupações: uma opção possível?

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Estudo comparativo da microflora bacteriana de doentes portadores de próteses totais acrílicas mucosuportadas e implantosuportadas

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Salivary Gland and Tooth Abnormalities Massively Increase Caries Susceptibility in A Mouse Model of Cleft Lip/Palate

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-04

A influência dos hábitos parentais no aparecimento de cárie precoce da infância grave

Introdução: A doença cárie é uma das mais comum em crianças de idade pré-escolar, e desenvolve-se logo após a erupção dentária. Na literatura está descrito que para o aparecimento e desenvolvimento desta lesão é necessário a presença de um hospedeiro susceptível, microflora cariogénica, a dieta e o tempo. No entanto, a Cárie Precoce da Infância Grave não é uma lesão de progressão normal, e sim rompante e afecta crianças, até aos três anos de idade. Os hábitos que a família tem, em especial a mãe, são responsáveis pela transmissão de bactérias que podem influenciar o aparecimento de lesões de cáries nas crianças. Simples actos como o testar a temperatura da comida antes de dar à criança, limpar a chupeta com a boca e a partilha de utensílios podem aumentar o risco de Cárie Precoce da Infância. Através de uma revisão de literatura, pretende-se explorar a influência parental no aparecimento desta doença e saber se existe fundamentos para preocupação e assim efectuar uma mais adequada prevenção junto dos pais ou encarregados de educação. Metodologia: Nesta revisão narrativa de literatura fez-se a pesquisa nas bases de dados electrónicas PubMed e SciELO; recorreu-se aos repositórios bibliográficos das universidades; páginas institucionais e referências bibliográficas de artigos; livros de Medicina Dentária Preventiva e de Odontopediatria. Discussão: Os hábitos parentais como o provar ou testar a comida das crianças antes da alimentação e a partilha de talheres durante as refeições são considerados factores de risco para o aumento dos níveis de bactérias, como o Streptococcus mutans. Em relação aos hábitos como limpar a chupeta com a boca, o contacto físico intrafamiliar e dos pais beijarem os filhos há pouca evidência científica e é necessário fazer estudos mais conclusivos nestas áreas. Conclusão: Com esta revisão de literatura foi possível identificar quais os hábitos parentais que aumentam o risco dos filhos desenvolverem Cárie Precoce da Infância Grave.

The biofilm inhibitor Carolacton inhibits planktonic growth of virulent pneumococci via a conserved target

New antibacterial compounds, preferentially exploiting novel cellular targets, are urgently needed to fight the increasing resistance of pathogens against conventional antibiotics. Here we demonstrate that Carolacton, a myxobacterial secondary metabolite previously shown to damage Streptococcus mutans biofilms, inhibits planktonic growth of Streptococcus pneumoniae TIGR4 and multidrug-resistant clinical isolates of serotype 19A at nanomolar concentrations. A Carolacton diastereomer is inactive in both streptococci, indicating a highly specific interaction with a conserved cellular target. S. mutans requires the eukaryotic-like serine/threonine protein kinase PknB and the cysteine metabolism regulator CysR for susceptibility to Carolacton, whereas their homologues are not needed in S. pneumoniae, suggesting a specific function for S. mutans biofilms only. A bactericidal effect of Carolacton was observed for S. pneumoniae TIGR4, with a reduction of cell numbers by 3 log units. The clinical pneumonia isolate Sp49 showed immediate growth arrest and cell lysis, suggesting a bacteriolytic effect of Carolacton. Carolacton treatment caused a reduction in membrane potential, but not membrane integrity, and transcriptome analysis revealed compensatory reactions of the cell. Our data show that Carolacton might have potential for treating pneumococcal infections.

Evolución clínica y complicaciones de pacientes con embarazos mayores de 21 semanas con cultivo positivo para estreptococos del grupo B en el Hospital Nacional de Maternidad en el período de Enero-Diciembre de 2013

El presente estudio se realizó en el Hospital Nacional de Maternidad, el cual es el centro de referencia de pacientes con complicaciones maternas y neonatales a nivel nacional. Este estudio fue realizado en el periodo de Enero-Diciembre del año 2013, con diseño no experimental, descriptivo, observacional, de corte transversal, en el cual se tomó una muestra de 28 pacientes que cumplieron los requisitos respectivos, se realizó revisión de expedientes de embarazadas mayores de 21 semanas con el objetivo de determinar la evolución clínica y los resultados maternos fetales en pacientes que tienen cultivo positivo a estreptococos del grupo B. La recolección de datos se realizó mediante el llenado de un cuestionario cuyos resultados son comparables a estudios internacionales en donde el nivel de mortalidad a causa del estreptococo del grupo B es alrededor al 15% y más del 70% sufrieron complicaciones graves como sepsis materna y neonatal, neumonía y corioamnionitis.

Estudio comparativo para el tratamiento de la amigdalitis recidivante, entre el uso de penicilinas y amigdalectomizados, en el H.V.C.M. Cuenca Enero-Junio, 1994

La amigdalitis es una de las infecciones más comunes generalmente acusada por el estreptococo bata hemofílico del grupo A y con menor frecuencia debido a infecciones víricas. La amigdalitis recidivante es desde hace muchos años, la indicación más frecuente para practicar amigdalotomía aunque esta intervención tiene escasa complicaciones, su utilidad en la prevención de las recidivas no ha sido demostrada prospectivamente hasta estudios actuales en el que se compara la eficacia del tratamiento quirúrgico con una pauta antibiótica clásica la penicilina. Varios son los estudios en cuales se ha puesto en evidencia la incapacidad de la penicilina para acabar con el estado de portador del estreptococo beta hemolítico del grupo A. Entre las posibles explicaciones de esta aparente pérdida de eficacia de la penicilina, la más aceptada supone que la administración repetida del antibiótico selecciona flora productora de beta lactamasa. Los objetivos del tratamiento de la amigdalitis recidivante incluyen tanto la resolución de los signos clínicos y los síntomas de infección y la erradicación del agente causal de la cavidad oro faríngeo, por otro lado será importante evitar las complicaciones supurativas y no suporativas. La penicilina G es el agente antimicrobiano más efectivo para el tratamiento de la amigdalitis y debe emplearse almenos que el paciente sea alérgico lo que evita en lo posterior complicaciones

Evaluación fitoquímica y microbiológica de extractos naturales y su incorporación en nanopartículas poliméricas para su aplicación odontológica

La caries dental es la principal enfermedad oral que padece la población a nivel mundial. Su prevención se basa en educación sobre higiene oral, además del uso complementario de agentes antimicrobianos. Entre las alternativas de prevención una área prometedora incluye el empleo de extractos de plantas como agentes antimicrobianos incorporados en nanopartículas poliméricas (NP), las cuales, puedan funcionar como vehículos de liberación de extractos, mejorando el desempeño de estos agentes activos naturales. El objetivo de este trabajo fue obtener extractos de plantas de Ocimum basilicum (Albahaca) Calendula officinalis (Cálendula) y aceites esenciales de Syzigium aromaticum (Clavo) y Thymus vulgaris (Tomillo). Se realizó su caracterización fitoquímica y se evaluó su actividad antimicrobiana mediante dilución en tubo contra células plantónicas de Streptococcus gordonii, Streptococcus mutans y Candida albicans (ATCC), determinando la concentración mínima inhibitoria (CMI). El extracto con mayor actividad fue incorporado en NP mediante el método de nanoprecipitación (NP) y las nanopartículas se caracterizaron en base a su tamaño e índice de polidispersidad por espectroscopia de relación fotónica; el porcentaje y la eficiencia de encapsulación y mecanismo de liberación del eugenol contenido en el aceite encapsulado, se realizó mediante cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (GSMC). En la presente investigación, se determinó que el aceite esencial de clavo mostró la mayor actividad antimicrobiana con respecto a los demás extractos evaluados. Por medio de GSMC se identificó al eugenol como el componente principal del aceite esencial obtenido por hidrodestilación. Se obtuvieron NP esféricas con tamaño alrededor de 157 nm, el porcentaje y la eficiencia de encapsulación de eugenol presente en el aceite encapsulado fue de 73.16 % y 47 % respectivamente; además de mostrar una liberación in vitro de eugenol del 50 % a las 24 horas. Finalmente, la CMI del aceite de clavo sin encapsular e incorporado en NP, correspondió a 125 y 75 μg/mL respectivamente. En base a los resultados obtenidos, es factible incorporar extractos vegetales en NP para su liberación sostenida, siendo una terapia antimicrobiana prometedora dentro del área odontológica.

Actividad bactericida, antifúngica y antiviral de nanopartículas de bismuto contra patógenos orales

De acuerdo con un anuncio publicado por el NIH (National Institute of Health, EUA), los biofilms o biocapas son un problema de salud pública muy importante en el área médica, ya que representan más del 80% de las infecciones microbianas en el cuerpo humano. Los tratamientos antimicrobianos estándar, típicamente fallan para erradicarlos. Por tanto, existe una creciente necesidad de desarrollo de nuevos fármacos con nuevas y mejores capacidades que puedan controlar a los biofilms. Hoy en día, la nanoterapeútica ofrece opciones innovadoras para controlar enfermedades infecciosas incluyendo la cavidad oral, contrarrestando el crecimiento de microorganismos patógenos tales como, Streptococcus mutans, Candida albicans y herpesvirus. En el área médica, algunos derivados del bismuto, como el subsalicilato, han sido empleados en el área médica para contrarrestar el vómito, náuseas, diarrea y dolor de estómago. En esta investigación determinamos la actividad antimicrobiana de nanopartículas de bismuto (BiNPs) contra patógenos orales. La actividad antibacteriana y antifúngica lo evaluamos por el ensayo de MTT y microscopía de fluorescencia. Demostramos que las BiNPs inhibieron el crecimiento de Streptococcus mutans con un 69% de efectividad así mismo obtuvimos un 85% de inhibición con Candida albicans, además fueron capaces de inhibir la formación del biofilm de ambas cepas. Por otra parte, determinamos la actividad antiviral en un modelo de rotavirus mediante el ensayo de inmunoperoxidasa presentando 90% de control de infección con el tratamiento de BiNPs. Finalmente, se evaluó la posible citotoxicidad de BiNPs en células epiteliales de riñón de mono mediante microscopía de fluorescencia y no mostró evidencias de citotoxicidad a 24 horas de exposición.

Utilidad de los criterios de predicción clínica y del test rápido antigénico para el manejo de la faringitis aguda en un servicio de urgencias

Objetivo: Validar los criterios de CENTOR modificados (CENTOR-m) y los tests rápidos de detección del antígeno de Estreptococo del Grupo A (SGA) en la faringitis aguda. Diseño: Estudio de validación de pruebas diagnósticas. Emplazamiento y participantes: Ciento un pacientes elegibles, que consultaron al departamento de urgencias de un hospital de tercer nivel con cuadro clínico compatible con faringitis aguda. Mediciones Principales: Se obtuvieron muestras de hisopados faríngeos para la realización del test rápido antigénico para SGA (FAMR) y para cultivo, respectivamente. Se calculó en cada caso los criterios de CENTOR-m. Resultados: La edad media de los pacientes incluidos en el estudio fue de 22,6 años (DE:13,8). El 48,5 % eran varones. El SGA fue el patógeno aislado en el 20,79 % de los casos. El CENTOR-m presentó una sensibilidad del 83,3 % (50,9 %-97,1 %), especificidad del 45,5 % (30,7 %-61,0 %) valor predictivo positivo (VPP) del 29,4 % (15,7 %-47,7 %) y valor predictivo negativo (VPN) del 90,9 % (69,4 %-98,4 %). El FAMR presento una sensibilidad del 81,5 % (61,3 %-93,0 %) especificidad del 98,6 % (91,4 %-99,9 %), VPP del 95,7 % (76,0 %-99,8 %) y VPN del 93,3 % (84,5 %-97,5 %). El 49,5 % de los pacientes recibieron antibióticos basándose en el juicio médico, lo que resultó en una proporción de sobreindicación de antimicrobianos del 62 %. Conclusiones: Los criterios de CENTOR-m demostraron adecuado valor pronóstico negativo y el FAMR buena sensibilidad, especificidad y valor pronóstico positivo para faringitis por SGA. La utilización de ambos métodos en la atención urgente podría optimizar el manejo de la patología y la adecuación antibiótica.

Infección neonatal en hijos de madres con rotura prematura de membranas. Hospital Vicente Corral Moscoso Cuenca 1997

El presente trabajo tuvo por objeto investigar infección neonatal en hijos de madres que presentan rotura prematura de membranas [RPM] de más de 12 horas, mediante el cultivo de endocervix, y establecer validez de los cultivos de conducto auditivo externo y el recuento de polimorfonucleares como factores predictivos de infección neonatal. Se estudiaron 54 casos de madres que presentaron RPM de más de 12 horas, con las que se establecieron 2 grupos de estudio: Un primer grupo con RPM de 12 a 24 horas que constituyó el 66.7 por ciento, y el segundo con más de 24 horas el 33.3 por ciento. De las 54 pacientes, las 21 [38.9 por ciento] presentaron cultivo positivo de endocervix. De las 36 pacientes que presentaron RPM de 12 a 24 horas 7 [19.4 por ciento] fueron positivos; en el grupo de 18 pacientes que tuvieron RPM de más de 24 horas 14 [77.8 por ciento] de ellos resultaron positivos, lo que nos demuestra que mientas más horas de rotura prematura de membranas en la madre, mayor riesgo de infección existente en el recién nacido. Los gérmenes más frecuentes encontrados en el cultivo de endocervix fueron el Estreptococo, el E. Coli y el estafilococo

An exploration of the views of Australian mothers on promoting child oral health

Background: An important role for parents and caregivers in the prevention of dental caries in children is the early establishment of health promoting behaviours. This study aimed to examine mothers' views on barriers and facilitators to promoting child and family oral health. Methods: Semi-structured interviews were undertaken with a purposive sample of mothers (n = 32) of young children. Inductive thematic analysis was conducted. Results: Parental knowledge and beliefs, past experiences and child behaviour emerged as major influences on children's oral health. Child temperament and parental time pressures were identified as barriers to good oral health with various strategies reported for dealing with uncooperative children at toothbrushing time. Parental oral health knowledge and beliefs emerged as positive influences on child oral health; however, while most mothers were aware of the common causes of dental caries, very few knew of other risk factors such as bedtime feeding. Parents' own oral health experiences were also seen to positively influence child oral health, regardless of whether these were positive or negative experiences. Conclusions: Understanding parental oral health beliefs is essential to overcoming barriers and promoting enablers for good child oral health. Improving child oral health also requires consideration of child behaviour, family influences, and increasing awareness of lesser-known influencing factors.