Caracterização do biofilme dental formado in situ em presença de diferentes fontes de carbono e de nitrogênio

Orientadora : Profª Drª Elaine Machado BenelliDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 19/02/2009Inclui referências : f. 46-59Resumo: A cavidade bucal é um ambiente favorável para o estabelecimento e crescimento de microrganismos que colonizam as superfícies dentais formando o biofilme dental. O biofilme dental é formado por uma ou mais comunidades de microorganismos organizados estrutural e funcionalmente. Em hospedeiros saudáveis, a composição deste biofilme permanece relativamente estável, entretanto, este equilíbrio pode ser rompido por mudanças ambientais que podem desencadear doenças como a cárie e a doença periodontal. Indivíduos com uma dieta rica em carboidratos fermentáveis, especialmente a sacarose, apresentam maior susceptibilidade à cárie dental. A metabolização destes nutrientes acidifica o pH do biofilme, favorecendo a seleção de microrganismos acidogênicos e acidúricos, como: Streptococcus mutans e Lactobacillus spp. Em contrapartida, pacientes com insuficiência renal crônica são menos susceptíveis à cárie, apesar de apresentarem uma dieta rica em carboidratos. Estes resultados sugerem que os altos níveis de compostos nitrogenados presentes na saliva destes indivíduos interferem no potencial cariogênico destes biofilmes. Este projeto visou caracterizar a estrutura, o perfil protéico e determinar a quantidade de S. mutans e Lactobacillus spp. presentes no biofilme dental formado in situ sobre o esmalte dental bovino, em presença de diferentes fontes de carbono e/ou nitrogênio. A estrutura dos biofilmes foi avaliada por Microscopia de Força Atômica (MFA). As imagens obtidas mostraram que apenas os biofilmes formados em presença de amônia e sacarose isoladamente são semelhantes entre si. Nas demais condições experimentais o padrão morfológico e rugosidade superficial média total dos biofilmes foram diferentes. Já o perfil protéico dos biofilmes formados em diferentes condições foi distinto, sugerindo que, dependendo da condição ambiental, a expressão gênica é regulada diferenciadamente. Entretanto, nem sempre as alterações moleculares podem ser visualizadas a nível estrutural. A quantidade de S. mutans nas diferentes condições foram superiores a de Lactobacillus. Como ambas as espécies foram encontradas nos diferentes tratamentos, estes microrganismos sobrevivem e podem adaptar-se a estas diferentes condições ambientais. Assim, este trabalho contribuiu para avaliar as mudanças do comportamento do biofilme dental frente a diferentes condições nutricionais disponíveis no ambiente bucal para futura compreensão dos fatores que favorecem as alterações da biodiversidade bacteriana do biofilme dental. Palavras-chave: Biofilme dental; Fontes de nitrogênio; Perfil protéico.Abstract: The oral cavity is a favourable environment for the establishment and growth of microorganisms that colonize the dental surfaces leading to the formation of biofilm. The dental biofilm consists of one or more bacterial species, structurally and functionally organised. In a healthy host, the biofilm composition remains relatively stable, however, this balance can be broken by environmental changes that can lead to caries and/or periodontal disease. Individuals with a diet rich in fermentable carbohydrates, especially sucrose, are more susceptible to develop decay. The metabolism of these nutrients decreases the pH of the biofilm, thereby selecting acidogenic and aciduric microorganisms such as Streptococcus mutans and Lactobacillus spp. that will produce further acids and thus cause dental demineralisation. In contrast, individuals with chronic renal failure are less susceptible to develop decay, despite of a carbohydrate rich diet. These results suggest that high levels of nitrogen compounds in the saliva of these individuals interfere with the cariogenic potential of these biofilms. The aim of the project was to characterise the structure, the protein profile and determine the amount of S. mutans and Lactobacillus spp. in the dental biofilm. The biofilm was formed in situ over bovine enamel in the presence of different carbon and/or nitrogen sources. The AFM images showed that only in the presence of ammonium and sucrose isolated, the biofilm structures were similar. In the other experimental conditions the morphological pattern and the roughness total average were different. The intracellular protein profile of these biofilms, formed under different conditions, was dissimilar, suggesting that the gene expression is distinctly regulated. However, these molecular changes were not always reflected at the structural level. The S. mutans colonization in the different experimental conditions was higher than observed for Lactobacillus spp. As both species were found in all treatments, these microorganisms seem to be able to survive and adapt to the different environmental conditions. This work contributes to the evaluation of the influence of different nutrients in the oral environment on the biofilm formation and the understanding of the factors, which interfere in the biodiversity changes of the dental biofilm. Key words: Dental biofilm; Nitrogen sources; Protein profile