Biofilmes orais

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Biofilmes orais 
→ Biofilmes: comunidades de microrganismos 
altamente organizados, embebidos em uma 
matriz orgânica acelular, e seus constituintes se 
tornam fenotipicamente diferentes dos seus 
pares não aderidos. 
• O genoma continuará o mesmo, só 
mudará o fenótipo. 
• 95% das bactérias existentes na natureza 
estão em biofilmes. 
• O tártaro é formado por microrganismos 
calcificados, e suas rugosidades podem 
gerar um biofilme. 
→ O biofilme na superfície dental é o sinônimo 
de placa dental. 
 
Arquitetura do biofilme dental 
→ Microcolônias com aspecto de pilares ou 
cogumelos. 
→ Sistemas de canais que favorece o fluxo de 
nutrientes, produtos de excreção, enzimas, 
metabólitos e oxigênio. 
→ Matriz funcional, formada por polímeros 
extracelulares (bacterianos e do hospedeiro). 
• Ajuda na colonização, proteção das 
defesas do hospedeiro e dessecação. 
• Começa a surgir a partir da aderência 
dos microrganismos. 
• Pode ser removido mais facilmente se 
não houver sacarose. 
 
Vantagens para os microrganismos 
que vivem em biofilmes orais 
→ (1) Persistência em ecossistemas com fluxo 
→ (2) Heterogeneidade espacial e ambiental 
• Ampla variedade de habitats 
• Diversidade de superfícies para adesão 
• Diversidade nutricional 
• Diversidade de concentração de 
oxigênio (oxidação) 
• Diversidade de pH. 
→ (3) Maior tolerância (fenotípico) e 
resistência (genotípico) bacteriana. 
 
 
 
Tolerância: 
• Penetração reduzida dos agentes 
antimicrobianos 
o Ocorre dissolução do agente na 
parte superficial do biofilme. 
• Menor taxa de crescimento das 
bactérias 
• Presença de células persistentes ou 
dormentes 
• Presença de eDNA (quelante), é o DNA 
extracelular que traz tolerância. 
 
Resistência: 
• Transferência horizontal de genes. 
 
→ (4) A proximidade das bactérias e a 
arquitetura e disposição espacial do biofilme 
possibilitam a expressão de um conjunto de 
genes que resulta em fenótipos diferentes de 
seus pares planctônicos (livres). 
• Aquisição de novos genes (alteração 
genotípica); 
• Modulação na expressão de genes 
(mRNA) (alteração fenotípica). 
 
→ (5) Metabolismo mais eficiente 
• Compartilhamento ou complementação 
enzimática; 
• Maior disponibilidade de nutrientes; 
• Ocorre relações metabólicas entre 
bactérias orais do biofilme dental; 
• Muitos microrganismos do biofilme não 
são cultiváveis. 
 
→ (6) Sinalização célula-célula, em que os 
microrganismos se comunicam entre si por 
sinais químicos que desencadeiam 
mecanismos de produção de novas proteínas e 
enzimas. 
 
→ Há uma rede complexa de moléculas 
sinalizadoras produzidas por bactérias orais, 
formada por moléculas pequenas, difusíveis e 
efetoras. 
 
Peptídeos estimuladores de competência 
(CSP) 
→ Pequenos peptídeos, produzidos por 
bactérias gram + e sua produção influenciada 
pelo pH. 
 
Al-2 (Quorun Sensing) 
→ Mediada por moléculas auto-indutoras (AI), 
produzidos por gram + e -. 
→ Possui sinalização intraespecífica e 
interespecífica. 
 
Competência 
→ Formação de biofilme; 
→ Liberação de DNA e eDNA; 
→ Produção de bacteriocinas; 
→ Resistência ao stress; 
→ S. mutans e S. gordonii 
 
Mutualismo 
→ Formação de biofilme; 
→ Porphyromonas gingivalis 
→ Prevotella intermedia 
→ Fusobacterium nucleatum 
 
→ A sinalização célula-célula capacita os 
microrganismos a sentir e a se adaptar a 
várias situações de stress ambiental, regulando 
a expressão de genes que influenciam a 
capacidade de patógenos de sobreviverem e 
causarem doenças. 
 
Película adquirida do esmalte (PA) 
→ Camada acelular de proteínas que se ligam 
rapidamente à hidroxiapatita quando exposta à 
cavidade oral. 
→ É a base para o subsequente 
desenvolvimento da placa dental. 
→ É composta por: 
• Glicoproteínas (mucinas e aglutininas); 
• Proteínas ricas em prolina e estaterina; 
• Amilase, lisozima, IgA-s e lactoferrina; 
• Glicosiltransferases (Gtfs) e glucanos, 
sendo estes provenientes das bactérias. 
→ Possui muitas cargas elétricas negativas. 
→ A diferença de espessura da película nas 
diferentes regiões se dá devido a diferença de 
fluxo salivar de cada região e devido às 
diferentes forças de atrito entre as superfícies. 
• Na face palatina dos dentes anteriores 
superiores, a espessura é menor. 
• Já na face lingual dos dentes posteriores 
inferiores, a espessura é maior. 
• Também difere de acordo com o 
indivíduo, região e tempo. 
→ Favorece a remineralização (troca de íons 
cálcio, fosfato e fluoreto) e evita a 
desmineralização. 
→ Possui permeabilidade seletiva, protegendo 
de ácidos (da desmineralização). 
→ Previne a formação de cálculo dentário 
(placa mineralizada pela precipitação de cálcio 
e fosfato). 
→ Promove lubrificação dos dentes, 
protegendo o contato com dentes antagônicos, 
tecidos moles e alimentos abrasivos. 
→ Protege contra erosão. 
→ O prejuízo da película adquirida são os sítios 
para adesão bacteriana. Serve como base 
para o biofilme. 
→ As funções biológicas indicadas 
resumidamente são: 
• Lubrificação da superfície do esmalte; 
o Mucinas e proteínas ricas em 
prolina 
• Regulação da homeostase mineral; 
o Diminui desmineralização pelo 
retardamento de passagem de 
substâncias com carga elétrica 
• Atividade antimicrobiana; 
o Lisozima, lactoferrina, 
lactoperoxidase e IgA-S 
• Determina a colonização bacteriana. 
o Adesinas bacterianas 
reconhecem receptores que 
estão na película. 
 
Placa dental 
→ Biofilme complexo que se desenvolve na 
superfície dos dentes e é um precursor de cárie 
e de doenças periodontais. 
 
Etapas e formação do biofilme dental 
→ (1) Fase de colonização inicial 
• Adesão de microrganismos à superfície 
da PA (película adquirida). 
→ (2) Fase de acumulação e maturação do 
biofilme 
• Crescimento bacteriano em 
Microcolônias sésseis e sucessão 
microbiana. 
→ (3) Fase de dispersão 
• Bactérias são liberadas e podem 
colonizar outras superfícies. 
 
(1) Fase de colonização inicial 
→ Predominam ligações de bactérias à PA. 
• Exemplo: S. sanguinis, muito presente na 
saliva 
→ Células planctônicas (livres) ligam-se à 
superfície dental por ligações de baixa 
afinidade e baixa eficiência. 
• São as forças de Van der Waals e 
hidrofóbicas. 
• Até então é reversível. 
→ Células adsorvidas ligam-se à superfície da 
PA pelas interações de maior afinidade e 
eficiência, usando Adesinas específicas e seus 
respectivos receptores. 
• Já é irreversível. 
 
 
 
→ Os colonizadores iniciais principais são: 
• Streptococcus spp 
o S. gordonii 
o S. sanguinis 
o S. oralis 
o S. mitis 
o S. cristatus 
o S. mutans (não é um bom 
colonizador inicial) 
• Actinomyces spp 
• Veillonella spp. 
• Gemella spp. 
• Granulicatella spp. 
• Kingella spp. 
 
Mecanismos de adesão inicial 
→ Adesinas 
• Lectinas para receptores de 
oligossacarídeos 
• Proteína para receptores de proteínas 
• Interações iônicas ou hidrofóbicas 
 
Locais preferenciais de colonização 
→ Espécies 
• S. sanguinis em superfícies lisas 
vestibular ou lingual/palatina 
• Actinomyces spp na margem gengival 
• S. mutans em superfícies lisas 
interproximais 
 
(2) Fase de acumulação e maturação do 
biofilme 
→ Desenvolvimento de microcolônias 
a- Divisão celular 
b- Aderência interbacteriana (coadesão de 
novas bactérias) 
c- Crescimento rápido 
d- Aumento da diversidade (sucessão) 
e- Maturação -> comunidade em equilíbrio 
 
Mecanismos de coadesão 
→ Através de polissacarídeos extracelulares 
(PEC) 
• S. mutans + S. mutans 
• Actinomyces + Actinomyces 
• Coadesão intraespecífica (da mesma 
espécie) 
→ Através de componentes da saliva e fluido 
gengival 
• S. sanguinis + S. sanguinis 
• S. gordonii + S. gordonii 
• S. oralis + S. oralis 
• Actinomyces spp + Actinomyces spp 
• Coadesão intraespecífica (da mesma 
espécie) 
→ Através de constituintes de superfície de 
bactérias de diferentes espécies associados a 
fibrilas (adesinas e receptores) 
• S. gordonii + P. gingivalis 
• S. sanguinis + Fusobacterium nucleatum 
• Coadesão interespecífica e 
intergenéricao Aumento da diversidade 
• Espigas de milho, rosetas, cepilhos 
 
 
 
Maturação do biofilme 
→ Sucessão ecológica -> formação da placa 
dental madura. 
• A placa se torna anaeróbia à medida 
que amadurece. 
• Há presença de Corynebacterium 
matruchotti como espiga de milho e 
ouriços na placa dental madura. 
→ Há muitos outros fatores envolvidos na 
formação de biofilme, como Quorum Sensing, 
eDNA e proteínas tipo amiloides. 
 
(3) Fase de dispersão 
→ Bactérias associadas ao biofilme são 
liberadas, retornam à existência planctônica e 
podem colonizar outras superfícies. 
→ Os mecanismos de dispersão dependem dos 
mecanismos da formação. 
 
Quorum Sensing 
→ É um mecanismo que capacita a 
comunicação microbiana. 
→ Baseado na constante secreção de 
moléculas de sinalização para o ambiente. 
→ Serve principalmente para a regulação de 
processos vitais na célula, como produção de 
fatores de virulência e formação de biofilme. 
 
Quorum Quenching 
→ Uma alternativa para as terapias 
antimicrobianas (contornando a resistência a 
antibióticos), que interrompe a comunicação 
microbiana. 
→ Podem diminuir ou inibir completamente a 
produção de fatores de virulência, incluindo a 
formação de biofilme. 
→ Algumas estratégias são o uso de análogos 
estruturais de receptores autoindutores (Ais) de 
QS. 
→ Eles podem estar na natureza ou serem 
sintetizados quimicamente. 
 
Proteínas tipo amiloides 
→ S. mutans: participação da proteína P1 na 
formação de fibras amilóides que ajudam a 
ancorar o biofilme. 
→ Incorporação de D-aminoácidos na parede 
celular, como D-tirosina, D-leucina etc. 
→ Liberação de fibras amiloides bacterianos 
ancorados pela matriz extracelular. 
→ Dispersão do biofilme de S. mutans.