Resumo: O patógeno oportunista Candida albicans e Streptococcus do grupo Mitis formam comunidades complexas em múltiplos sítios da cavidade oral, nos quais o ambiente e a disponibilidade de nutrientes sofrem mudanças constantes. Objetivou-se estudar as características estruturais e de virulência de biofilmes de Candida albicans na presença e ausência de S. oralis crescendo sobre um modelo tri dimensional de mucosa oral humana, em diferentes condições: (1) umidade da superfície mucosa (molhada ou semi seca), (2) disponibilidade de nutrientes (suplementação do meio de cultura com BHI) e (3) morfotipo da hifa (hifa ou pseudo hifa). Para isso foram utilizados modelos tri dimensionais de mucosa oral humana formado por queratinócitos imortalizados (linhagens celulares OKF6-TERT2 ou SCC15) sobre uma matriz colágena com fibroblastos para o crescimento dos biofilmes. Estes foram infectados por Streptococcus oralis 34, e/ou Candida albicans, sendo uma cepa de referência e cepas mutantes para a formação de pseudo-hifas, pela deleção dos genes ndt80 ou tup1. A determinação do biovolume e estrutura do biofilme foram realizadas por microscopia confocal a laser, com os biofilmes sendo corados por imunofluorescência com anticorpo especifico para C. albicans e sonda para Streptococcus. Como determinante de virlência secções de tecido com 5 ?m de espessura foram coradas da mesma maneira anterior ou por hematoxilina e eosina, com o intuito de se detectar a invasão de microorganismos. O dano tecidual também foi mensurado pela liberação de lactato desicrogenase no meio de cultura. Os dados foram avaliados por análises de variâncias (ANOVA) e os procedimentos para comparações múltiplas pareadas por Bonferroni t-test, com ? = 5%. Em condições úmidas C. albicans estendeu hifas longas e entrelaçadas, formando um biofilme de superfície homogênea. Biofilmes mistos apresentaram uma estrutura estratificada, com S. oralis crescendo em contato com a mucosa e a C. albicans cobrindo a superfície bacteriana. Em condições de semi-secas a C. albicans formou densos focos de crescimento localizados a partir dos quais as hifas estenderam-se radialmente para se entrelaçarem com hifas de focos adjacentes. Em biofilmes mistos este fenômeno provocou o acúmulo focal de S. oralis co-localizado com os focos de C. albicans. Embora o biovolume do biofilme de C. albicans tenha sido significativamente maior em condições úmidas (P<0,001), houve uma invasão tecidual mínima em comparação com as condições semi-secas, na qual a barreira epitelial foi completamente destruída. A suplementação do meio de cultura, em condições semi-secas não alterou a arquitetura do biofilme, mas intensificaram o crescimento, o biovolume e a invasão/dano tecidual (P<0,001), proporcionalmente as concentrações testadas. Mutantes para a formação de pseudo-hifas formaram biofilmes defeituosos, nos quais a maioria dos S. oralis estava em contato com a superfície epitelial, abaixo das pseudo-hifas. A presença de S. oralis promoveu invasão e dano tecidual em todas as condições. Conclui-se que a umidade, a disponibilidade de nutrientes, o morfotipo da Candida e a presença de S. oralis afetam fortemente a arquitetura e virulência de biofilmes de C. albicans crescidos sobre nas mucosas Ver menos

Abstract: The opportunistic pathogen Candida albicans and streptococci of the Mitis group form complex communities in multiple oral sites, where the environment and nutrient availability change constantly. We aimed to study structural and virulence characteristics of Candida albicans biofilms in the presence or absence of S. oralis, growing on a three-dimensional model of human oral mucosa, under different conditions: (1) moisture of mucosal surface (wet or semi dry), (2) nutrient availability (BHI supplementation on culture media) and (3) hyphal morphotype (hyphae or pseudohyphae). For this it was used a three-dimensional model of the human oral mucosa formed by immortalized oral keratinocytes (OKF6-TERT2 or SCC15 cell lines) on a fibroblast-embedded collagenous matrix to grow biofilms. Infections were carried out using Streptococcus oralis 34, a C. albicans reference strain and pseudohyphal mutants with a homozygous deletion of the ndt80, or tup1 gene. Determination of biofilm biovolume and structure was done by confocal scanning laser microscopy with biofilms stained by immunofluorescence using an anti-Candida antibody and a Streptococcus probe. As determinant of virulence, 5-?m-thick tissue sections were stained same way or with hematoxylin and eosin in order to detect invasion of microorganisms. Also tissue damage was measured by lactate dehydrogenase release in the culture media. Statistical analyses were performed using SigmaPlot 12 software at 5% significance level. Data were evaluated by analysis of variance (ANOVA) and when statistical significances were found, all pairwise multiple comparison procedures were performed with Bonferroni t-test, with ? = 5%. Under wet conditions C. albicans extended long intertwined hyphae, forming a homogeneous surface biofilm. Mixed biofilms had a stratified structure, with S. oralis growing in close contact to the mucosa and C. albicans growing on the bacterial surface. Under semi-dry conditions, C. albicans formed localized foci of dense growth from which hyphae extended radially to intertwine with hyphae from adjacent foci. In mixed biofilms this promoted focal growth of S. oralis co-localizing with C. albicans. Although Candida biofilm biovolume was significantly greater under wet conditions (P<0.001), there was minimal tissue invasion compared to semidry conditions where the epithelial barrier was completely destroyed. Supplementing the infection medium with nutrients under semidry conditions did not change the biofilm architecture but intensified focal growth and increased biofilm biovolume and tissue invasion/damage (P<0.001), proportionally to the tested concentrations. Pseudohyphal mutants formed defective mixed biofilms, with most S. oralis in contact with the epithelial surface, below the pseudohyphal mass. Interestingly, the presence of S. oralis promoted fungal invasion and tissue damage under all conditions. Moisture, nutrient availability, hyphal morphotype and presence of S. oralis strongly affect architecture and virulence of mucosal fungal biofilms Ver menos