Influência de Streptococcus mutans na construção da matriz durante o desenvolvimento de biofilmes microcosmos expostos a desafio nutricional - Florez Salamanca, Elkin Jahir (2021)
A cárie é a doença crônica mais prevalente no mundo. Sua fisiopatologia está associada a fatores como: biofilmes (microrganismos e matriz extracelular); dieta rica em carboidratos; tecidos dentários e tempo de interação. Embora muitos modelos laboratoriais tenham simplificado o estudo da cárie focando apenas no entendimento em microrganismos específicos, mimetizar a cavidade bucal para o controle das variáveis que influenciam a cárie ainda é um dos maiores desafios. O objetivo do estudo foi avaliar de forma longitudinal a importância de Streptococcus mutans na construção da matriz extracelular e na estruturação de biofilmes polimicrobianos associados a cárie. Foram desenvolvidos biofilmes microcosmos para avaliar o desenvolvimento destas comunidades. Para isso a microbiota salivar humana foi inoculada sobre discos de esmalte bovino em quatro desafios nutricionais ou modelos de biofilme in vitro. Foram avaliados: pH dos meios de cultura; microdureza e rugosidade dos discos de esmalte; biomassa total e dinâmica populacional (via UFC. mL-1) dos biofilmes. Entre os modelos estudados o modelo 3 (M3) – ‘Três refeições diárias’ apresentou características mais próximas da cavidade bucal, uma vez que os valores de pH permaneceram próximos do neutro, apresentaram desmineralização sutil e progressiva do esmalte, não favoreceram grupos microbianos específicos e permitiram o acúmulo do biofilme, o que foi evidenciado pelo aumento da biomassa e da microbiota total. M3 foi utilizado para testar duas estratégias de inoculação única (UNI) e múltipla (MULTI), a segunda visando simular a colonização secundária dos microrganismos. Foram avaliados: pH dos meios de cultura; os biofilmes (arquitetura; dinâmica populacional microbiana via UFC. mL-1, sequenciamento de DNA e qPCR; biomassa insolúvel e componentes da matriz extracelular); e desmineralização do esmalte (via microdureza). As flutuações observadas no pH foram semelhantes as relatadas na cavidade bucal, observando-se uma acidificação após ingestão de carboidratos e a ação tamponante da saliva, simulada com o retorno do caldo de cultura de saliva com um pH neutro. A configuração espacial foi semelhante a encontrada em biofilmes orais associados com cárie, representada por arquiteturas do tipo ouriços (hedgehog) e espigas de milho (corncob). A representatividade dos estreptococos do grupo mutans foi ≤ 2 % da microbiota total cultivável. O gênero Streptococcus foi o mais abundante, porém, S. mutans não foi detectado em nenhuma amostra via sequenciamento. Na estratégia MULTI foi detectada uma maior diversidade microbiana. Ao quantificar o número de células bacterianas via qPCR observou-se que S. mutans representa < 0,01 % da saliva e < 0,005 % nos biofilmes. Conforme o envelhecimento do biofilme, houve um aumento da biomassa, dos exopolissacarídeos e do DNA extracelular na matriz nas duas estratégias. O acúmulo destes componentes está associado a uma estrutura coesa que pode favorecer a formação de nichos ácidos. O amadurecimento do biofilme e a desmineralização do esmalte aconteceu de forma independente à baixa proporção de S. mutans e da estratégia de inoculação, diminuindo o protagonismo de certas espécies em uma doença que possuí caráter multifatorial.