Abrindo caminho para uso de proteínas ácido-resistentes no controle da cárie dentária por meio da engenharia de película adquirida e microbioma do biofilme dentário: estudos in vitro e in vivo de prova de conceito

Autor(es)

Tamara Teodoro Araujo

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Bauru.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Odontologia de Bauru (FOB/SDB)
• Data de defesa: 2024-04-04

Membros da banca

Marilia Afonso Rabelo Buzalaf; Cristiane Duque; Ramiro Mendonça Murata; Thiago Cruvinel da Silva

• Orientador: Marilia Afonso Rabelo Buzalaf

Resumo

Este estudo avaliou, in vivo 1) as alterações na composição proteica da película adquirida do esmalte (PAE) formada após 3 ou 120 min, após tratamento com cistatina derivada da cana-de-açúcar (CaneCPI-5), peptídeo derivado da estaterina (StN15), hemoglobina (Hb) ou a combinação das três proteínas (Comb); 2) alterações nos colonizadores iniciais do biofilme do esmalte formado após 3 h, após tratamentos com as soluções proteicas; e in vitro 3) analisou as modificações no biofilme de microcosmo por meio de atividade metabólica, contagem de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) e desmineralização do esmalte após tratamento com diferentes concentrações de CaneCPI-5, StN15 e Hb, isolados ou em combinação. Dez voluntários participaram do estudo in vivo, seguindo um protocolo cruzado composto por dois experimentos independentes. Em cada fase, após a profilaxia, realizaram bochechos com diferentes soluções. A formação da PAE ocorreu após 3 e 120 min, sendo analisada por proteômica quantitativa livre de marcadores. O biofilme foi formado por 3 h após bochecho com as soluções. As amostras do biofilme foram submetidas a sequenciamento do gene 16S rRNA por Next Generation Sequence (NGS). No estudo in vitro, utilizou-se um protocolo de biofilme de microcosmo envolvendo 474 amostras de esmalte bovino. As proteínas foram testadas em diferentes concentrações, e as análises incluíram resazurina, UFC e microradiografia transversal (TMR). A análise proteômica da PAE de 3 min revelou que todos os grupos, quando comparados ao controle, foram eficientes em aumentar a quantidade de proteínas e a diversidade do perfil proteico. Em todos os grupos foi observado um aumento de proteínas não típicas da PAE, com funções de ligação ao cálcio, ferro e à hidroxiapatita, sugerindo que estas proteínas/peptídeo podem recrutar proteínas protetoras, com funções ainda desconhecidas na PAE. Por outro lado, na PAE de 120 min, observou-se um aumento expressivo de proteínas com propriedades ácido-resistentes, antibacterianas, resposta imune, adesão celular e proteínas que interagem diretamente com as adesinas bacterianas. O microbioma revelou um aumento em bactérias comensais em todos os grupos, comparados ao controle, assim como uma redução na abundância de bactérias tolerantes a ácidos: Veillonella, Actinomycetes (Hb and Comb), Streptococccus (except Comb) e Prevotella, comparados ao controle. O potencial antibacteriano e anticárie das soluções mostrou que apenas a Comb não foi eficaz na redução da atividade metabólica e na contagem do UFC. Por outro lado, todas as soluções isoladas ou combinadas reduziram a desmineralização do esmalte. Os resultados indicam que a modificação da PAE pela incorporação das proteínas/peptídeo isolados ou combinados alterou as camadas subsequentes da película, afetando o processo inicial de adesão bacteriana, com consequente aumento na abundância de bactérias benéficas e redução de espécies patogênicas. Em adição, todas as soluções foram capazes de diminuir a desmineralização dentária in vitro. Assim, estes resultados destacam, pela primeira vez, o potencial de utilização destas proteínas/peptídeo para controlar a cárie por meio da engenharia da película adquirida e do microbioma do biofilme dentário. (AU)

• Processo FAPESP: 19/08032-5 - Engenharia de película adquirida para proteção contra cárie e erosão dentária: efeito da cistatina, estaterina e hemoglobina no perfil proteômico da película adquirida, no biofilme bacteriano e no esmalte dentário
• Beneficiário: Tamara Teodoro Araujo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado