Modulação de genes e de seus produtos afeta a virulência de Streptococcus mutans

Autor(es)

Midian Clara Castillo Pedraza

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araraquara. 2019-09-24.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Odontologia. Araraquara
• Data de defesa: 2019-09-18
• Orientador: Marlise Inêz Klein; Pedro Luiz Rosalen

Resumo

Streptococcus mutans orquestra a formação de biofilmes cariogênicos através da produção da matriz extracelular que contém exopolissacarídeos (EPS), DNA extracelular (eDNA) e ácidos lipoteicóicos (LTA). EPS são um marcador de virulência para cárie, mas não está claro como os genes associados com eDNA (lytS e lytT) e LTA (dltA e dltD) afetam a virulência de S. mutans. Portanto, avaliou-se como os genes lytST, dltAD e gtfB (EPS-insolúveis) afetariam o desenvolvimento de lesões cariosas em ratos e a sobrevivência de larvas (Galleria mellonella) após infecção sistêmica e para esclarecer sua contribuição na patogenicidade dessa bactéria. Ainda, avaliou-se o efeito dos tratamentos tópicos com miricetina (afeta a síntese de EPS), composto 1771 (modula o metabolismo do LTA) e flúor (prevenção da cárie) sobre biofilmes in vitro de S. mutans. Alimentou-se os ratos com dieta cariogênica e inoculou-se com cepa parental UA159 e cepas com deleção de genes ∆lytS, ∆dltD e ΔgtfB (n=14). Após 5 semanas, avaliou-se as populações microbianas (cultivável total e S. mutans) e as lesões de cárie. Injetou-se a cepa parental e as cepas com deleção de genes ΔgtfB, ΔlytS, ΔlytT, ΔdltA e ΔdltD na hemocele de larvas e registrou-se a sobrevivência das larvas longitudinalmente (n=10). Formou-se biofilmes de S. mutans sobre discos de hidroxiapatita revestidos com película salivar e realizou-se tratamentos tópicos duas vezes ao dia: miricetina (Mir), composto 1771, flúor (F) Mir+1771, Mir+F, 1771+F, Mir+1771+F e veículo (controle) (n=6). Determinou-se nesses biofilmes diversos parâmetros: biomassa, população, componentes da matriz (EPS solúveis e insolúveis em água, eDNA e LTA), arquitetura tridimensional e expressão gênica. Ainda, avaliou-se a citotoxicidade dos tratamentos (n=8). Na análise da população microbiana em ratos, a proporção de S. mutans na microbiota total recuperada foi maior para o grupo UA159 versus os grupos com deleção (15, 3 e 6 vezes para ΔgtfB, ∆lytS e ΔdltD, respectivamente). UA159 produziu maior número de lesões de cárie, com maior severidade (lesões em dentina): no esmalte (50% mais lesões) e na dentina (80% mais cavidades) de superfícies lisas e superfície sulcal (30% mais lesões em esmalte e 60% mais lesões em dentina) ao ser comparada com as cepas com deleção. A sobrevivência de G. mellonella foi menor em larvas infectadas com UA159, seguido de ΔgtfB quando comparado com as outras cepas com deleção gênica. Tratamentos com miricetina e composto 1771 isolados resultaram em biofilmes com menores contagens de S. mutans, biomassa, EPS solúveis e insolúveis (vs. veículo). Entretanto, a combinação Mir+1771+F foi mais eficaz, pois diminuiu a contagem de S. mutans (3 logs), biomassa (60%), EPS solúveis (74%) e insolúveis (87,5%) (vs. veículo). Ainda, essa estratégia afetou negativamente eDNA, LTA, alterou o tamanho das microcolônias e inibiu a expressão dos genes gtfBC. Adicionalmente, os tratamentos Mir+1771 e Mir+F (vs. controle de viabilidade) foram levemente citotóxicos (redução de viabilidade celular em 13% e 25%, respectivamente). Portanto, os genes lytST, dltAD e gtfB contribuem para a cariogenicidade e a virulência de S. mutans; a estratégia com miricetina e composto 1771 modula os produtos destes genes, tornando-a promissora para o controle desses biofilmes. (AU)

• Processo FAPESP: 17/00753-0 - Análises in vivo da virulência dos genes lytTS e operon dltABCD de Streptococcus mutans e modulação dos mesmo por terapia direcionada
• Beneficiário: Midian Clara Castillo Pedraza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado