Biofilme dental

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BIOFILME DENTAL 
MECANISMOS DE FORMAÇÃO, 
ARQUITETURA E POTENCIAL 
PATOGÊNICO 
➢ Biofilmes: comunidades de 
microrganismos altamente 
organizadas embebidos em matriz 
orgânica acelular (polissacarídeos, 
glicoproteínas), 
cujos 
constituintes 
tornam-se 
fenotipicamente 
diferentes dos seus pares não aderidos; 
➢ > 95% das bactérias existentes na 
natureza estão em biofilmes; 
➢ Exemplos de biofilmes: em rios, 
tubulação de esgotos, cateter, 
tubulação de chuveiro, pias e grades; 
➢ Biofilme na superfície dental=Placa 
dental. 
ARQUITETURA DO BIOFILME 
DENTAL 
1) Microcolônias com aspecto de pilares 
ou cogumelos; 
2) Sistema de canais de água: favorece o 
fluxo de nutrientes, produtos de 
excreção, enzimas, metabólitos e 
oxigênio: 
 
3) Matriz funcional: formada por 
polímeros extracelulares (bacterianos 
e do hospedeiro) →Colonização, 
proteção das defesas do hospedeiro e 
dessecação pelo oxigênio. O corpo do 
biofilme consiste na matriz ou no 
glicocálice e é composto 
predominantemente por água e 
solutos aquosos. O material seco é uma 
mistura de exopolissacarídeos (EPS), 
proteínas, sais e material celular. O 
EPS, produzidos pelas bactérias do 
biofilme, são os maiores componentes 
deste, com as funções de manter a 
integridade do biofilme, além de 
prevenir a desidratação e o ataque por 
agentes nocivos; 
➢ Atinge quem está mais encima, no 
esmalte e não quem está mais 
embaixo, como no cemento. 
Alguns tem receptores, como para 
película adquirida, no caso os 
estreptococos que tem adesinas 
para a película adquirida: 
 
VANTAGENS PARA OS 
MICRORGANISMOS QUE VIVEM EM 
BIOFILMES ORAIS 
1) Persistências em ecossistemas com 
fluxo: troca de nutrientes; 
2) Heterogeneidade espacial e ambiental: 
a. Ampla variedade de habitats com 
diversidade nutricional, de 
concentração de oxigênio e de pH: 
 
3) Maior tolerância (fenótipo) e 
resistência (genótipo): 
a. A mecanismos de defesa do 
hospedeiro; 
b. As formas ativas de oxigênio (O2 e 
O3); 
c. As proteases (capazes de destruir 
a matriz extra); 
d. A antimicrobianos: 
i. A matriz extracelular reduz a 
penetração dos antimicrobianos; 
ii. Taxa de crescimento baixa; 
iii. Células persistentes; 
iv. eDNA: quelante de cátions e 
aumenta a tolerância a 
antimicrobianos com carga 
positiva (aminoglicosídeos por ex); 
v. Transferência de genes. 
A proximidade e disposição espacial 
possibilitam: 
4) Aquisição de novos genes, expressão de 
novas características → expressão de 
um conjunto de genes que resulta em 
fenótipos distintos de seus pares 
planctônicos, como espiga de milho 
que são os cocos: 
 
5) Metabolismo mais eficiente: 
➢ Maior disponibilidade de nutrientes; 
➢ Compartilhamento ou 
complementação enzimática. 
Relações metabólicas entre bactérias 
orais do biofilme dental 
 
5) Sinalização célula-célula: 
microrganismos comunicam entre si, 
através de sinais químicos que 
desencadeiam mecanismos de 
produção de novas proteínas e 
enzimas. Interações interbacterianas: 
 
 
 
 
 
REDE COMPLEXA DE MOLÉCULAS 
SINALIZADORAS PRODUZIDAS POR 
BACTÉRIAS ORAIS: MOLÉCULAS 
PEQUENAS, DIFUSÍVEIS E 
EFETORAS 
➢ A sinalização célula-célula capacita os 
microrganismos a sentir e adaptar-se 
as várias situações de stress ambiental 
(pH, temperatura bucal, oxirredução) 
e, consequentemente, regular a 
expressão de genes que influenciam a 
capacidade de patógenos de causarem 
doenças. 
QUORUM SENSING (SENSOR DE 
PRESENÇA) 
➢ Envolve a regulação da expressão de 
genes específicos através da 
acumulação de moléculas sinalizadoras 
que medeiam a comunicação 
intracelular, no qual depende da 
densidade celular; 
➢ A formação de biofilmes requer a 
expressão coordenada de genes de 
células individuais regulados por 
quórum sensing; 
➢ Células bacterianas individuais 
produzem um ou mais compostos de 
baixo peso molecular que são 
transportados para fora da célula, se 
várias células produzem o mesmo 
composto, sua concentração torna-se 
significante; 
➢ Quando a concentração atinge certo 
nível, uma cascata de sinalização 
celular é iniciada, levando à indução 
de vários genes; 
➢ Algumas moléculas auto-indutoras 
funcionam como comunicação entre 
diferentes espécies e são importantes 
na formação de biofilmes → 
transferência de material genético; 
➢ Quorum sensing pode contribuir para 
os biofilmes na expressão de genes 
para resistência antibióticas em 
densidades moleculares altas pode 
promover proteção, também pode 
influenciar na estrutura da 
comunidade, estimulando o 
crescimento de espécies benéficas e 
desestimulando o crescimento de 
competidores; 
➢ A comunicação entre célula é essencial 
para a formação de biofilme, e a 
interferência nesse processo pode ser 
importante no controle dos biofilmes. 
 
ADESÃO BACTERIANA 
➢ Por meio de fímbrias e fibrilas que são 
morfologicamente diferentes e mais 
curtas e podem estar densa ou 
esparsamente distribuídas na 
superfície celular. 
PELÍCULA ADQUIRIDA DO 
ESMALTE 
➢ Camada acelular de proteínas que se 
ligam avida e rapidamente a 
hidroxiapatita quando exposta à 
cavidade oral (0,1 a 1mM); 
➢ Base para o subsequente 
desenvolvimento da placa dental. 
➢ Composição química e receptores: 
o Glicoprotéinas (mucinas e 
aglutininas. Ex.: gp340); 
o Proteínas ricas em prolina (PRPs); 
estaterina; 
o Amilase, lisozima, IgA-S, 
lactoferrina; 
o Glicosiltransferases (Gtfs), 
glucanos. 
➢ Funções biológicas: 
1- Lubrificação da superfície do 
esmalte (mucinas, proteínas ricas 
em prolina); 
2- Proteção contra a 
desmineralização (permeabilidade 
seletiva); 
3- Atividade antimicrobiana 
(lisozima, lactoferrina, 
lactoperoxidase, IgA-S – 
imunoglobulina A secretora); 
4- Oferece receptores para os 
microrganismos colonizarem a 
superfície dental (glicoproteínas, 
PRPs, estaterinas, Gtfs, etc) 
PLACA DENTAL 
➢ Biofilme complexo que se desenvolve 
na superfície dos dentes e é um 
precursor direto de cárie dentária e 
DP; 
➢ Presença de placa tanto na superfície 
dentária, mas também da gengiva, 
próximo a margem gengival livre e 
pode chegar até o epitélio da mucosa 
de revestimento; 
➢ A placa supra leva a gengivite e a 
cárie, mas também pode levar a 
periodontite quando ela se torna 
subgengival. 
ETAPAS E FORMAÇÃO DO 
BIOFILME DENTAL 
A) Fase de colonização inicial (adesão de 
bactérias à superfície): 
1- Células planctônicas ligam-se à 
superfície dental por ligações de baixa 
afinidade e baixa eficiência (forças de 
Van der Waals e hidrofóbicas) → 
Reversível: 
2- Células adsorvidas ligam-se a 
superfície através de interações de 
maior afinidade e eficiência, usando 
adesinas especificas e seus respectivos 
receptores → irreversível; 
 
- Colonizadores iniciais: Streptococcus 
spp(>60%): 
 
 
 
 
➢ Mecanismos de adesão inicial: 
 
➢ Locais preferenciais de colonização: 
 
B) Fase de acumulação ou estruturação 
(crescimento bacteriano em 
microcolônias sésseis): 
1- Divisão celular; 
2- Aderência interbacteriana (co-
adesão): agregação de novas 
bactérias com recrutamento de 
células planctônicas adicionais → 
Crescimento rápido → Aumento 
da diversidade. 
MECANISMOS DE CO-ADESÃO 
a) Através de PEC (polissacarídeo 
extracelular): S.mutans +S.mutans; 
Actinomyces + Actinomyces → Co-
adesão intraespecífica: 
 
b) Através de componentes de saliva e do 
fluido gengival: S. sanguinis + S. 
sanguinis; S. gordonii + S. gordonii; S. 
oralis + S. oralis; Actinomyces spp. + 
Actinomyces spp. → Co-adesão 
intraespecífica; 
c) Através de constituintes de superfície 
de bactérias de diferentes espécies 
associados a fímbrias ou a fibrilas. 
Ex.:S. gordonii + P.gengivalis; 
Fusobacterium nucleatum + 
S.sanguinis → Co-adesão 
interespecífica e intergenérica → 
Aumento da diversidade. 
ADESÃO INTERESPECÍFICA POR 
MEIO DE RECEPTORESFusobacterium como ponte entre 
colonizadores iniciais e tardios 
(colonizadores secundários e terciários) 
→ interespecífica: 
 
C) Maturação do biofilme → 
Macrocolônica: 
➢ Sucessão ecológica → formação da 
placa dental madura: 
➢ Arquitetura da placa dental madura: 
Corynebacterium matruchotii na 
estrutura da placa dental madura 
(espigas de milho e ouriços): 
PLACA DENTAL SUPRAGENGIVAL 
➢ Estruturas de espigas de milho 
formadas por Corynebacterium 
matruchotii (magenta) e cocos (verde) 
na placa: 
 
➢ Filamentos e bacilos de vários gêneros 
formando estrutura na forma de 
ouriço: 
 
➢ Espigas de milho: placa com cocos 
 
 
 
 
 
ARQUITETURA DA PLACA DENTAL 
MADURA 
 
D) Fase de dispersão: 
➢ Liberação de células bacterianas → 
bactérias associadas ao biofilme 
retornam à resistência planctônica 
→livres: 
➢ S. mutans: proteína P1 é proteína 
formadora de amilóides: 
o Incorporação de D-aminoácidos 
na parede celular (D-tirosina, D-
leucina, D-triptofano, D-metionina) 
→ Liberação de fibras amilóides 
bacterianas ancoradas pela matriz 
extracelular → Dispersão do biofilme 
de S.mutans. 
BIOFILME SOBRE EPITÉLIO 
GENGIVAL: 
➢ Bactérias aderidas o epitélio gengival, 
com várias colônias bacterianas: 
 
➢ No biofilme tem várias células 
(legenda) no qual mostra as células 
migrando do tecido conjuntivo para o 
epitélio juncional. Os neutrófilos do 
sangue migrando para o biofilme, 
interior do epitélio juncional: