Influência da matriz extracelular na expressão gênica de Streptococcus mutans em biofilme cariogênico - Salamanca, Elkin Jahir Florez [UNESP] (2017)
A cárie representa a doença humana mais prevalente no mundo, sua etiologia é dependente de biofilme e da dieta. Os biofilmes são comunidades altamente dinâmicas e estruturadas de células microbianas que se encontram embebidas em uma matriz extracelular tridimensional (MEC). Esta estrutura age como uma barreira que limita a difusão e fornece estabilidade e proteção aos microrganismos. Streptococcus mutans tem um potencial acidogênico e acidúrico, orquestra a construção do biofilme e modula sua virulência, produzindo ácidos lipoteicóicos (LTA), DNA extracelular (eDNA) e exopolissacarídeos (EPS), promovendo assim a adesão e coesão microbiana. Ao mesmo tempo a MEC produzida dificulta a difusão de metabólitos no biofilme. O objetivo do estudo foi determinar por meio de RT-qPCR a dinâmica da expressão de genes de S. mutans associados ao metabolismo de LTA (dltABCD, SMU_775c), eDNA (lytST, lrgAB, ccpA) e exopolissacarídeos (gtfBCD, gbpB, dexA), durante o desenvolvimento da MEC de biofilmes mistos em um estudo longitudinal. Biofilmes mistos de S. mutans UA159 (cepa parental) ou ΔgtfB (mutante com deleção do gene gtfB), Actinomyces naeslundii ATCC 12104 e Streptococcus gordonii DL-1 foram formados em discos de hidroxiapatita revestidos de película salivar, e cultivados a 37° C e 5% de CO2 em caldo triptona e extrato de levedura contendo 25% de saliva e alternando 0,1% de sacarose (escassez) e 0,5% de sacarose + 1% de amido (abundância). O pH do meio de cultura manteve-se ácido durante o período experimental, sendo menor após longos períodos de incubação. Todos os genes foram expressos em todas as idades (29, 43, 55, 67, 79, 91, 103 e 115 horas) nos dois tipos de biofilme, apresentado níveis distintos. Os genes associados ao LTA e EPS foram expressos de um modo semelhante, tendo maiores níveis de expressão duas horas após o fornecimento de carboidratos o mesmo comportamento foi registrado para as duas cepas, com maiores níveis de expressão para UA159 parental. Os genes associados a eDNA apresentaram uma dinâmica de expressão diferente entre a cepa parental e a cepa ΔgtfB. Para UA159 os genes lrgAB foram altamente expressos em 29h, e não demostram ter uma relação com os genes lytST, enquanto que no biofilme ΔgtfB observou-se uma relação inversa entre lytS e lrgAB nos horários em que o meio estava “fresco” (duas horas após a troca). Para os dois biofilmes o gene lytT apresentou os níveis de expressão mais baixos sem ter diferenças entre os horários. O produto do gene ccpA ativa ou reprime a expressão de determinados genes como resposta à disponibilidade de carboidratos, e esta relação com carboidratos foi evidente para UA159. Portanto, a deleção de gtfB influência a dinâmica de expressão dos genes avaliados, diminuindo a magnitude de expressão principalmente dos genes associados com EPS, e alternando o perfil de expressão de genes associados com a presença de eDNA na matriz extracelular.