Adhesion of vaginal microorganisms to epithelial cells and its association with Bacterial Vaginosis

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)A vaginose bacteriana (VB) é um distúrbio da flora vaginal normal e um importante problema de saúde pública em mulheres de idade reprodutiva. A VB é caracterizada pela substituição de lactobacilos vaginais por microrganismos, predominantemente, anaeróbios. Desconhecendo-se a etiologia da VB, duas hipóteses tentam explicar esta condição: a hipótese polimicrobiana, que infere que a VB é causada por uma mistura de bactérias patogénicas, principalmente anaeróbias; e outra hipótese que aponta para a Gardnerella vaginalis como o verdadeiro agente causador da VB. No entanto o isolamento frequente desta espécie em mulheres aparentemente saudáveis lançou dúvidas sobre essa afirmação. Assim, num esforço para se compreender a etiologia desta doença, foram realizados ensaios de adesão in vitro para comparar a capacidade de adesão de vários isolados vaginais provenientes de exsudados vaginais de mulheres que foram diagnosticadas como tendo VB e de mulheres saudáveis. No total, foram caracterizados 15 isolados vaginais quanto à sua capacidade de adesão inicial numa monocamada de células HeLa. Estes ensaios revelaram que os isolados de G. vaginalis apresentaram uma capacidade de adesão inicial mais forte do que os outros isolados analisados. Além disso, estirpes de G. vaginalis isoladas de pacientes com VB apresentaram uma maior capacidade de adesão inicial do que as estirpes de G. vaginalis que foram isoladas de mulheres saudáveis. Assim, a fim de compreender as diferenças verificadas, foi estudada a competição entre lactobacilos (Lactobacillus iners, Lactobacillus crispatus e Lactobacillus casei) e estirpes de G. vaginalis (não-patogénicas e patogénicas). Todos os ensaios de competição foram quantificados por microscopia de fluorescência, usando DAPI para contar as células totais e uma sonda de PNA-FISH para quantificar G. vaginalis. Os resultados mostraram que a adesão de L. iners não diminuiu na presença de estirpes patogénicas de G. vaginalis. Pelo contrário, o L. crispatus mostrou uma diminuição na capacidade de adesão às células epiteliais na presença de estirpes patogénicas de G. vaginalis. O L. crispatus mostrou, também, que tem uma grande capacidade de inibir a adesão de isolados patogénicos de G. vaginalis. Por sua vez, o L. casei foi o lactobacilos menos aderente de todos os utilizados no presente estudo. Como resultado, estes estudos de adesão ajudam a fornecer informações sobre a situação clínica na qual os lactobacilos vaginais indígenas podem interferir com a presença de G. vaginalis na microflora vaginal.Bacterial vaginosis (BV) is an unhealthy disturbance of the normal vaginal flora and an important public health problem in women in reproductive age. BV is characterized by the replacement of vaginal lactobacilli by predominantly anaerobic microorganisms. The lack of basic information about the etiology of BV has lead to the postulation of two hypotheses. The first is the polymicrobial hypothesis, which infers that BV is caused by a mixture of pathogenic bacteria, mainly anaerobes. The second is that a single pathogenic species, in many cases Gardnerella vaginalis is the causative agent of BV, but frequent isolation of this species from seemingly healthy women has cast doubt on this claim. So, in an effort to tease apart the aetiology of this disorder, in vitro adherence assays were performed to compare the initial adhesion, the first step of biofilm formation, of G. vaginalis relative to other microorganisms isolated from vaginal swabs from patients with BV and healthy women. In total, 15 unique vaginal isolates were characterized for their initial adhesion ability to a monolayer of the HeLa cells. These assays revealed that G. vaginalis isolates had a stronger initial adhesion capability than the other isolates recovered. Furthermore, G. vaginalis strains isolated from BV patients had stronger initial adhesion ability than G. vaginalis isolated from healthy women. In order to understand these differences, the competition between lactobacilli (Lactobacillus iners, Lactobacillus crispatus and Lactobacillus casei) and G. vaginalis strains (non-pathogenic and pathogenic) was studied. All competition assays were quantified by fluorescence microscopy, using DAPI for total cell count and PNA-FISH probe for G. vaginalis quantification. The results showed that L. iners did not decrease in presence of pathogenic G. vaginalis strains. In contrast, L. crispatus showed a decreased adherence capacity to epithelial cells in the presence of pathogenic G. vaginalis strains. Furthermore, the results showed that L. crispatus could be important for antagonizing the pathogenic strains of G. vaginalis. In turn, L. casei was the least adherent of the all lactobacilli used in this study. As a result, adherence studies help to provide insight into the clinical situation in which indigenous vaginal lactobacilli can interfere with G. vaginalis presence in vaginal microflora.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Projeto FCOMP-01-0124-FEDER-008991 (PTDC/BIA-MIC/098228/2008).This work was supported by European Union funds (FEDER/COMPETE