The use of Photodynamic therapy to inactivate Aggregatibacter actinomycetemcomitans in planktonic medium and biofilm

A proposta deste trabalho foi de aplicar a Terapia Fotodinâmica (TFD) para avaliar a inativação da bactéria Aggregatibacter actinomycetemcomitans (A. actinomycetemcomitans), um patógeno que está associado à endocardite bacteriana, abscessos cerebrais e subcutâneos e principalmente à doença periodontal, que é caracterizada pela inflamação dos tecidos de suporte dos dentes, e consequentemente a perda de dentes. O surgimento de resistência bacteriana a diversas classes de antibióticos vem sendo um problema sério que surge como efeito do uso indiscriminado destes fármacos e até mesmo por fatores adaptativos dos microrganismos. Devido a este fator, várias investigações vêm surgindo com referências satisfatórias no que diz respeito ao emprego da TFD como medida terapêutica. O efeito da TFD foi verificado sobre a cultura da bactéria A. actinomycetemcomitans em meio planctônico e em biofilme. Foi utilizado como agentes fotossensibilizadores Rose bengal, Azul de metileno e Eritrosina, que em baixas concentrações não causam toxicidade para células de fibroblastos e células humanas. Como fonte de luz foi utilizado o fotopolimerizador de resina odontológica, que é de fácil acesso, baixo custo e apresenta uma faixa de emissão de luz de 300 a 800 nm. Rose Bengal até 1 µM não afetou as células de fibroblastos, mas essa mesma concentração sem usar a TFD reduziu a viabilidade de A. actinomycetemcomitans em 41,2%, porém as células de A. actinomycetemcomitans quando cultivadas em biofilme não foram afetadas quando se usou apenas o corante (0,5 e 1,0 µM) ou apenas a luz. Quando se aplicou a TFD Rose Bengal foi o segundo corante (entre os três estudados), que causou uma maior redução da viabilidade celular de A. actinomycetemcomitans cultivadas em meio planctônico 54,4% e o terceiro em reduzir a viabilidade quando cultivadas em biofilme com 45% de redução. Azul de Metileno nas concentrações de 0,5 e 1,0 µM reduziu a viabilidade de A. actinomycetemcomitans em meio planctônico 16 e 24% respectivamente, já sobre o biofilme essa concentração de corante não promoveu redução da viabilidade bacteriana. Com a TFD observou-se uma redução de 50% da viabilidade das células de A. actinomycetemcomitans em meio planctônico e 53,3% em biofilme. Dos três corantes utilizados Eritrosina foi o corante que per se apresentou menor redução da viabilidade 5 e 14%, indicando ter baixa toxicidade, no escuro, e não afetou as células do biofilme de A. actinomycetemcomitan. Porém com a TFD, esse corante promoveu uma maior redução da viabilidade das células bacterianas de A. actinomycetemcomitans cultivadas em meio planctônico e em biofilme 75% e 67,2% respectivamente. Desta forma, a Eritrosina foi o corante mais eficiente em diminuir a viabilidade de A. actinomycetemcomitans nas condições estudadas. Esses resultados indicam que a TFD reduz as células viáveis de A. actinomycetemcomitans cultivadas em meio planctônico e em biofilme, indicando que essa terapia poderá ser uma opção efetiva para o tratamento clinico da doença periodontal, com a vantagem de não apresentar efeitos colaterais como a terapia medicamentosa, nem desenvolver a resistência bacteriana que vem sendo um grande problema do tratamento com antibióticos.The objective of this work was to apply the photodynamic therapy (TFD) to evaluate the inactivation of the Aggregatibacter actinomycetemcomitans (A. actinomycetemcomitans) bacteria, a pathogen that is associated to bacterial endocarditis, subcutaneous and cerebral abscesses and mainly to periodontal disease, which is characterized by inflammation of teeth support tissue and as a consequence, teeth loss. The occurrence of bacterial resistance to many classes of antibiotics has been a serious problem that results from the indiscriminate use of these drugs and also by the adaptation factors of these microorganisms. Due to this, many investigations are being done with satisfactory references regarding the use of TFD as therapeutic step. The TFD effect on A. actinomycetemcomitans bacteria culture in planktonic medium and biofilm was verified. Rose Bengal, methylene Blue and Erythrosyn were used as photosensitizing agents which, in low concentrations are not toxic to fibroblast cells and human cells. The odontological resin photopolymerizer was used as a light source since it is easy accessible, low cost and has a light emission range between 300 and 800nm. Rose Bengal up to 1 µM did not affect the fibroblast cells, but this same concentration without the use of TFD has reduced viability of A. actinomycetemcomitans in 41.2%, but the cells when cultivated in biofilm were not affected when only dye (0.5 and 1.0 µM) or only light were used. When TFD was applied, Rose Bengal was the second dye (among the three studied) to cause the highest reduction of cell viability of A. actinomycetemcomitans cultivated in 54.4% planktonic medium and the third in reducing the viability when cultivated in biofilm, with 45% reduction. Methylene Blue in 0.5 and 1.0 µM concentrations has reduced the viability of A. actinomycetemcomitans in planktonic medium in 16% and 24%, respectively. In biofilm, this dye concentration has not fostered bacterial reduction. With TFD, a 50% reduction of A. actinomycetemcomitans cells in planktonic medium and a 53.3% in biofilm was observed. Among the three dyes used, Erythrosyn was the one that , per se, has shown the lowest viability reduction of all, 5% and 14%, indicating its low toxicity in the dark, and it did not affect the biofilm cells. Nevertheless, with TFD, this dye has fostered a higher viability reduction of A. actinomycetemcomitans bacterial cells cultured in planktonic medium and in biofilm of 75% and 67.2%, respectively. Therefore , Erythrosyn was the dye that, per se, has been the most efficient in reducing A. actinomycetemcomitans viability in the conditions studied. These results indicate that TFD reduces A. actinomycetemcomitans viable cells cultivated in planktonic medium and biofilm, indicating that this therapy could be an effective option for the treatment of periodontal disease, with the advantage that it does not show collateral effects like the drug therapy and without developing bacterial resistance, as this has been a major issue with antibiotics treatment