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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Interação entre microorganismos em biofilmes orais e potencial de tratamento de superfície no titânio para redução da proliferação microbiana : Microorganisms interaction in oral biofilms and effect of surface treatment on titanium to reduce microbial accumulation
Title Alternative: Microorganisms interaction in oral biofilms and effect of surface treatment on titanium to reduce microbial accumulation
Author: Souza, João Gabriel Silva, 1991-
Advisor: Barão, Valentim Adelino Ricardo, 1983-
Abstract: Resumo: A formação de biofilmes orais na superfície de implantes dentários a base de titânio (Ti) é o principal fator etiológico de infecções orais que levam a falha do tratamento reabilitador. Entre os colonizadores iniciais na cavidade bucal, destaca-se os Estreptococos do grupo mitis (composto principalmente por S. mitis, S gordonii, S sanguinis e S. oralis) que interagem e formam biofilme com Candida albicans, principal fungo oportunista da cavidade bucal. No entanto, a interação entre estas espécies bacterianas com C. albicans na superfície do Ti e seu potencial efeito no dano tecidual não tem sido explorado. (1) Desta forma, o primeiro estudo avaliou por modelo in vitro a habilidade de estreptococos e C. albicans formar biofilmes mono-espécie (72 h), assim como interagir na superfície do Ti. Além disso, avaliou-se o potencial patogênico dessa interação na destruição da mucosal oral por meio de modelo 3D tecidual. Identificou-se que, a presença de C. albicans favorece o acúmulo de biofilme no Ti (p<0,05), promovendo o crescimento de estreptococos do grupo mitis, principalmente de S. oralis. Um efeito sinérgico para esta interação foi observado, já que biofilmes multi-espécie resultaram em uma elevada expressão de genes relacionadas a virulência do fungo (p<0,05). Em adição, esta interação levou há um maior dano tecidual. (2) A interação de Candida com estreptococos pode ser mediada por glucanos sintetizados por enzimas glucosiltransferase (gtf). S. oralis, que interage com Candida em biofilmes e que possui gtf (gtfR), ainda não teve o papel dessa enzima caracterizado nesta interação. Portanto, no segundo estudo utilizou-se cepa referência de S. oralis e cepa mutante com deleção do gene da gtfR na interação com C. albicans em biofilmes formados em superfície plástica, Ti e modelo 3D de mucosa oral. Os resultados identificados demostram que a gtfR e seus glucanos produzidos aumentam a biomassa de biofilmes devido a produção de matriz (p<0,05). Na presença de Candida, cepa referência contendo a gtfR apresentou maior crescimento bacteriano, comparado a cepa mutante, em biofilmes formados em todas as superfícies testadas (p<0,05). No entanto, essa interação foi modulada pela superfície, já que Candida foi capaz de aumentar a expressão de gtfR pelo S. oralis em biofilmes crescendo no Ti (p<0,05). (3) Considerando o fato de que o Ti também é substrato para adesão microbiana por patógenos orais, assim como o papel de biofilmes no desenvolvimento das doenças peri-implantares, o terceiro estudo propôs o desenvolvimento de um tratamento de superfície superhidrofóbico para o Ti a partir de tecnologia de plasma de carga incandescente de baixa pressão. O tratamento proposto apresentou biocompatibilidade celular (p<0,05), aumentou a resistência a corrosão do Ti (p<0,05) e reduziu a adesão bacteriana e de C. albicans e, consequenmente, promoveu menor formação de biofilme multi-espécie (p<0,05). Conclui-se que, Estreptococos do grupo mitis interage com C. albicans em biofilmes formados na superfície do Ti, promovendo o crescimento bacteriano e seu potencial patogênico. Esta interação entre S. oralis e Candida é mediada por polímeros extracelulares e modulada pela superfície onde os biofilmes são formados. Para reduzir a adesão microbiana e formação de biofilmes no Ti, a superfície superhidrofóbica desenvolvida é uma estratégia eficaz e promissora

Abstract: Biofilm formation on dental implant surface made of titanium (Ti) is the main etiologic factor to trigger oral infection that lead to rehabilitation treatment failure. Among initial colonizers on oral cavity Streptococcus from mitis group (S. mitis, S. gordonii, S. sanguinis and S. oralis) interacts and form biofilms with C. albicans, the main opportunistic fungus on oral environment. However, the interaction among these organisms on Ti surface and its effect on tissue destruction has not been evaluated. (1) Then, the first study evaluated by in vitro model the ability of Streptococcus and C. albicans to form single-specie biofilm (72h) and to Interact on Ti surface. Moreover, the pathogenic potential of these interaction on tissue destruction was evaluated using a 3D-tissue model. The results showed that C. albicans presence favored biofilm formation on Ti (p<0.05), promoting bacteria growth, mainly for S. oralis. Synergistic effect was found for this interaction, since bacteria up-regulated genes related to Candida virulence expression. Additionally, this interaction led to a higher tissue destruction. (2) The interaction between Candida and streptococcus is also mediate by glucan polymers synthesized by glucosyltranferase (gtf) enzyme. S. oralis which Interact with C. albicans in biofilm state and has a single gene of gtf (gtfR), has not been evaluated in relation the role of gtfR on cross-kingdom interaction with Candida. Therefore, second study used S. oralis wild type (WT) strain and mutant strain lacking gtfR gene to evaluate the interaction with C. albicans on biofilms formed on plastic, surface, Ti and 3D-tissue. The results showed that gtfR and glucans synthesized increased S. oralis biofilm biomass due the effect on biofilm matrix. On Candida presence, mixed biofilms with WT showed higher bacteria count, compared to mutant strain on biofilms formed on all surfaces. However, this interaction was modulated by surface where biofilm is growing, since Candida up-regulated gtfR expression by S. oralis on Ti. (3) Considering that Ti surface is also substrate for microbial adhesion by oral pathogens, as well the role of biofilm on peri-implant disease, the third study aimed to develop a superhydrophobic surface coating on Ti using low pressure glow discharge plasma. Surface coating showed biocompatibility, promoted corrosion resistance and reduced bacteria and Candida adhesion and, consequently, multi-specie biofilm formation on Ti. In conclusion, Streptococcus from mitis group interacts with C. albicans on biofilms formed on Ti surface, promoting bacteria growth and its pathogenic potential. The interaction between S. oralis and Candida is mediated by extracellular polymers and modulated by surface where the biofilms is growing. To reduce microbial adhesion and biofilm formation on Ti surface the superhydrophobic coating developed is a promising strategy
Subject: Biofilme
Titânio
Bactérias
Fungos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: SOUZA, João Gabriel Silva. Interação entre microorganismos em biofilmes orais e potencial de tratamento de superfície no titânio para redução da proliferação microbiana: Microorganisms interaction in oral biofilms and effect of surface treatment on titanium to reduce microbial accumulation. 2019. 1 recurso online (127 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Piracicaba, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FOP - Tese e Dissertação

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