UPCII M MicrobiologiaTeórica 18

2º Ano2013/2014

Sumário

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D. O Ecossistema Oral Capítulo XVII. Formação do biofilme oral

Características gerais do crescimento em biofilme

Formação e particularidades do biofilme oral

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O que são Biofilmes? Microrganismos que crescem associados a uma

superfície. Podem ser estudados relativamente a:

Condições ambientais que favorecem a sua formação.

Os produtos genéticos que é necessário estarem presentes para a sua formação.

Os genes que são activados e necessários para a manutenção do biofilme. (São diferentes dos anteriores?)

A arquitectura do biofilme. Os tipos de matriz extracelular existente no

biofilme.23-10-2013T18 MJC 3

BiofilmeOrganismo multicelular Metabolismo energético Alterações do fenótipo

Quorum sensins Formação do biofilme

Existência Arquitectura

Expressão de bacteriocinas Expressão de factores de virulência

O próprio biofilme é factor de virulência

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Estudo dos biofilmes Confocal Scanning Laser Microscopy

Técnicas Moleculares: Clonagem Sequenciação em massa Sondas moleculares

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Estudos independentes de cultivo

Biofilmes são estudados em muitos contextos Laboratorial:

interacção entre as bactérias e as superfícies Interacção entre as bactérias de biofilmes

multicamadas. Aplicações práticas:

Indústria Biofilmes indesejáveis Biofilmes desenhados para aplicações industriais

Medicina Corrosão associada a biofilmes microbianos que se

desnvolvem nas próteses. Modificação de superfícies de materiais para implantes

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Arquitectura do biofilme Monocamada

Interacção exclusiva com as superfícies Comuns nos estudos laboratoriais mas também

associados a situações in vivo. Podem também ser a fase inicial dos

multicamada. Multicamada

Adesão intercelular Pode acontecer sem superfícies abióticas Sinalização ambiental “comunicação entre as

bactérias”

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Biofilme monocamada Estruturas adesivas do biofilme monocamada

depende de: Adesinas pré-formadas:

Flagela Motilidade pode ser importante na associação à superfície.

Pili Retrácteis também ajudam a puxar contra forças repulsivas

Adesinas sintetizadas em circunstâncias específicas As circunstâncias são essencialmente moléculas sinalizadoras

que quando presentes levam à alteração da expressão génica que condiciona o fenótipo. Por exemplo Pseudomonas fluorescens produz LapA (proteína de superfície que leva à adesão)

Adesinas específicas Usadas para aderir e invadir células de mamíferos com a

utilização de receptores específicos que são moléculas da MEC

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Biofilme monocamada Alteração da transcrição

Dificuldade no estudo por não conseguir muita quantidade de mRNA.

Genes que deixam de ser transcritos: Flagelos Repressão da expressão da toxina da colera (influencia

a capacidade de adesão e retenção? Ou depende da superfície de adesão?)

Genes que passam a ser transcritos quimiotaxia

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Biofilmes multicamada Pode localizar-se na superfície interna ou

externa de outro organismo. As bactérias gram (-) têm o polissacárido O

que lhes dá uma carga negativa. Não adesão.

No entanto podem ocorrer mutações no polissacárido ou a alteração das moléculas de superfície (cápsulas ou camadas externas) para promover a adesão.

Um dos aspectos mais estudados é a regulação da formação do biofilme multicamada

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Regulação da formação de biofilmes multicamada

Sinais Mecânicos

Presença ou ausência de flagelo Espressão ou ausência de expressão de genes associados à síntese

e função do flagelo síntese de matrix extracelular Vibrio cholerae Bacillus subtilis

Nutritivos e Metabólicos Glucose e repressão catabólica

Glicose Indole (resulta da decomposição do triptofano em indole e

ac.pirúvico) Poliaminas

Moléculas inorgânicas Ferro Fosfato

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Regulação da formação de biofilmes multicamada

Sinais Osmolaridade Sinais do Hospedeiro

Bilis e V.cholerae H2O2 e Pseudomonas aeruginosa

Agentes antimicrobianos Triclorosano e trombacina em doses sub-

inibitórias Sinais de Quorum

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Composição da matriz de biofilmes multicamada

Exopolisacarídeos Proteínas

Algumas que facilitam a adesão às superfícies DNA

eDNA parece essencial na formação de biofilmes de P.aeruginosa

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Biofilmes como alvos terapêuticos difíceis Difusão de antimicrobianos Tolerância a [antimicrobianos] Eh e pH alterados e inibidores Metabolismo baixo das batérias Inactivação do antimicrobiano por EPS Acção dificultada do SI do hospedeiro

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Biofilmes medicamente importantes Oral Tubagens e equipamentos em clinicas e

hospitais Associados a próteses Associados a cateters Associados a válvulas naturais “defeituosas”

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O Biofilme Oral – Placa dentária Muita matrix extracelular e algumas células Composição muito diferente:

entre indivíduos entre dentes do mesmo indivíduo entre zonas do mesmo dente

Que factores determinam essas diferenças?

Quais as fases de formação do biofilme oral? Formação da película aderida Transporte até ao local (movimentos

estocásticos ou determinados pelo fluxo salivar)

Interacções estereoquímicas entre adesinas e receptores

Coagregação e co-adesão Comunidade clímax

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Bibliografia

T18 MJC 18 23-10-2013

Capítulo 14, 15

Capítulo 31-Secção Dental Plaque Biofilm