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UPCII M MicrobiologiaTeórica 23-24
2º Ano2012/2013
Sumário
T 23-24 MJC 2
F. Patologia Oral de Etiologia Microbiana Capítulo XXIV. Cárie
Etiologia Bacteriana da cárie Modelos animais Imunologia da cárie e vacinas Aplicação de técnicas moleculares ao estudo da cárie Implicações para terapêutica
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Cárie – O que é?
21-12-20123 T 23-24 MJC
Progressão da carie
21-12-2012T 23-24 MJC 4
Tipos de carie Da superfície do dente Das fissuras ou zonas interproximais Radicular Recorrente Rampante Carie de biberão
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Etiologia Bacteriana Streptococci:
mutans sanguinis gordonii sobrinus salivarius mitis anginosus ....
S. mutans: a S. cricetus b S. ratti (us) c S. mutans d S. sobrinus e S. mutans f S. mutans g S. sobrinus
21-12-20126 T 23-24 MJC
Grupo IV
Grupo II
Grupo I
Grupo III
Além dos streptococci …. Lactobacilli (dificuldade em colonizar
superfícies lisas) Actinomyces
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Bifidobacterium, Propionobacterium, Veillonella, AttopobiumAtopobium, Olsenella, Pseudoramibacter, Propionibacterium e Selenomonas
Rothia, Propionibacterium
Factores de Virulência de Streptococci
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Factores de virulência de streptococci
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21-12-2012
Metabolismo da sacarose por S.mutans
Glucosiltransferase
Glucanos alfa(1,3) e alfa(1,6)
+
Frutose
Fructanos beta(2,1) e beta(2,6)
+
GlicoseGlicose
Dextranase
Fructanase
PSI
Fructosiltransferase
T 23-24 MJC
Factores de virulência de S. mutansFactorFactor FunçãoFunção LocalizaçãoLocalização
SpaP (AgB, AgI/II), PI Aderência (saliva, aglutinina gp340) Superficie da célula
Proteinas de ligação ao glucano (GbpA-C)
Aderência aos glucanos (dentes e biofilme) Superfície da célula
Glucosyl transferases (GtfB-D) Produção de polímeros de glicose apartir da sacarose (glucanos)
Secretadas, muitas vezes associadas à parede
Fructosyl transferase (Ftf) Produção de polímeros de fructose apartir da sacarose (fructanos – reservas extracelulares de glicose)
Secretadas, muitas vezes associadas à parede
Fructanase Hidrólise dos fructanos. Aumenta e preserva a acidificação
Secretadas, muitas vezes associadas à parede
Dextranase Hidrólise de glucanos Secretadas, muitas vezes associadas à parede
Polissacarideos intracelulares Polímero intracelular de glicose Intracelular
Fosfoenolpiruvato:fosfotransferase (PTS)
Cataliza internalização de vários açucares em baixas concentrações extracelulares
Membrana/citoplasma
ATPases (F1F0 ATPase ou H+ATPase)
Complexo enzimático que bombeia H+ para fora da célula. Importância?
F0 membranar F1 citoplasmático
Tolerância ao ácido Vantagem competitiva em pH baixo Global e multifactorial
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Biofilme e controlo do QS Os CSP
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Factores envolvidos
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Factores envolvidos
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Mais factores
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Fluor na prevenção da cárie
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Prevenção da carie
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Estudo das caries – Modelos animais
Rat (ratazana) Tamanho Desenvolvem cárie
segundo dieta (4 semanas)
Modelos gnotobióticos e pathogen free
16-21 dias todos os molares infecção
MI Alterações do esmalte
Cães, gatos, cavalos, porcos. Primatas.
21-12-2012 18T 23-24 MJC
Técnicas de BM usadas1. Clonagem de genes / Sequenciação2. Mutações no cromossoma de S.mutans. Em
que genes?3. Produção de potenciais proteínas de puras
para estudos bioquímicos. Quais? 4. Expressão de genes de virulência.5. Expressão de genes em heterólogos.6. Utilização de bactérias com moléculas
repórter para a expressão de determinados genes.
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1. Clonagem de genes Genes codificantes de proteínas
extracelulares envolvidas na formação de polímeros de açucar.
O que se sabia? Gtf e Ftf glucosiltransferase e
fructosiltransferase O que não se sabia?
Como eram regulados? Quantos genes existiam? Como é que as proteínas contribuiam para a
virulência?
21-12-201220 T 23-24 MJC
1. Clonagem de genes Quantos genes existiam?
Existem 3 genes gtf diferentes em cada estirpe Existe 1 gene ftf
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2. Mutação dos genes de S. mutans Como é que as proteínas contribuem para a
virulência? Fazendo mutação dirigida Com os genes gtf e ftf mutados a capacidade de
provocar patologia é bastante diminuida.
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3. Produção de potenciais proteínas de puras para estudos bioquímicos
Cada uma das enzimas têm domínios conservados Há dois domínios
Um enzimático para a síntese do glucano Um de reconhecimento e ligação ao glucano
(específico de mutans)
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4. Expressão de genes de virulência
Quando são os genes gtf activados? Quando há baixo pH
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Outras questões além de gtf
Síntese de polisacarídeos intracelulares de armazenamento
Internalização dos vários açucares Proteínas de superfícies (AgI/II) Biofilmes
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Caracterização das respostas ao stress
Identificação dos genes Criação de mutantes Criar chimeras genéticas para observar o
efeito das mutações. Para quê saber as respostas ao stress?
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Respostas ao pH
+ 100 proteínas diferentes são expressas a pH 5.0
61 são bombas de protões ATPase Algumas são enzimas para produzir amónia
intracelularmente. Como pode ser amonia produzida
intracelularmente? Produção de S.mutans com urease do
S.salivarius
21-12-201227 T 23-24 MJC
PCR “Isolamento” de genes de função
desconhecida. Cerca de 1/3 do genoma de S. mutans codifica
proteínas de função desconhecida. Estudos de expressão por microarrays.
21-12-201228 T 23-24 MJC
Microarrays Não servem para estudar proteínas cujo
controlo é feito pós transcrição. Qual é a solução?
21-12-201229 T 23-24 MJC
Vacinas contra cáries Produção sistémica de anticorpos memória
S.mutans (superfícies sólidas) sIgA
Resposta de curta duração Reforços
Especificidade Etiologia Factores de virulência
Adesão Formas de vacinação
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Antigénios e modos de imunização Comprimidos de S. mutans inactivado Proteínas secretadas ou expressas por S.mutans
Gtfs, Gbps, ag (I/II) e SpaP Disponibilização dos antigénio o máximo de tempo
Tecido linfóide na associação da mucosa nasal e oral Peyer’s patches intestino
Moléculas inteiras combinadas com partículas de alumínio, incluídas em esferas de poli-L-lactose.
Actualmente partes das moléculas: Mais eficazes Mais fáceis de recombinar (junção da parte antigénica
com toxinas aumenta longevidade da resposta)
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Antigénios e modos de imunização Bactérias vivas (Salmonella enterica)
Recombinante c/ agI/II + subunidade beta da toxina da colera.
Administrado na mucosa nasal e no intestino
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Segurança das vacinas Ensaios em humanos
Soro de ratos imunizados com Strep. mutans reagia com tecido cardíaco.
O material a ser utilizado como imunogénico tem de estar livre de material que possa ser prejudicial ao hospedeiro.
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Resumo das estratégias de imunização
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Novas perspectivas Cárie tem etiologia microbiana mas...
Polimicrobiana Há outros factores...
Relação com o pH (bem estabelecida) mas poucas terapêuticas exploram este factor.
Remineralização diminuída Conhecem-se alguns dos mecanismos associados à
recuperação da dentina. Concentração dos iões necessários à reminenalização
Terapêuticas inovadoras com Células estaminais Substituição de microrganismos não acidogénicos
no biofilme oral21-12-2012T 23-24 MJC 35
Bibliografia
T 23-24 MJC 36 21-12-2012
Capítulo 11
Capítulo 32
Capítulo 16-19