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UPCII M Microbiologia
Teórica 18
2º Ano
2013/2014
Sumário
D. O Ecossistema Oral
Capítulo XVII. Formação do biofilme oral
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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:
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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.
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BiofilmeOrganismo multicelular
Metabolismo energético
Alterações do fenótipo
Quorum sensins
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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:
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Estudos
independentes
de cultivo
Clonagem
Sequenciação em massa
Sondas moleculares
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Biofilmes são estudados em muitos contextos
Laboratorial:
interacção entre as bactérias e as superfícies
Interacção entre as bactérias de biofilmes multicamadas.
Aplicações práticas:
Indústria
Medicina
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Biofilmes indesejáveis
Biofilmes desenhados para aplicações industriais
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
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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:
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
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Flagela
Motilidade pode ser importante na associação à superfície.
Pili
Retrácteis também ajudam a puxar contra forças repulsivas
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:
Genes que passam a ser transcritos
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Flagelos
Repressão da expressão da toxina da colera (influencia a capacidade
de adesão e retenção? Ou depende da superfície de adesão?)
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
Nutritivos e Metabólicos
Glucose e repressão catabólica
Glicose
Indole (resulta da decomposição do triptofano em indole e ac.pirúvico)
Poliaminas
Moléculas inorgânicas
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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
Ferro
Fosfato
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Regulação da formação de biofilmes multicamada
Sinais
Osmolaridade
Sinais do Hospedeiro
Agentes antimicrobianos
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Bilis e V.cholerae
H2O2 e Pseudomonas aeruginosa
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
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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?
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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
Capítulo 14, 15
Capítulo 31-Secção Dental Plaque Biofilm
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