Diversidade da expressão de fenótipos envolvidos na formação de biofilmes em diferentes cepas da espécie "S. Sanguinis" isoladas da cavidade bucal ou corrente sanguínea de humanos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cuya-Salvatierra, Geovanny Nilton, 1989-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639958
Resumo: Orientador: Renata de Oliveira Mattos Graner
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spelling Diversidade da expressão de fenótipos envolvidos na formação de biofilmes em diferentes cepas da espécie "S. Sanguinis" isoladas da cavidade bucal ou corrente sanguínea de humanosDiversity of phenotype expression involved in biofilm formation in diferent strains of s. Sanguinis isolated from the oral cavity or the human bloodstreamStreptococcus sanguisBiofilmesSalivaVariação genéticaGlucosiltransferasesExpressão gênicaPiruvato oxidaseStreptococcus sanguisBiofilmsSalivaGenetic variationGlucosyltransferasesGene expressionPyruvate oxidaseOrientador: Renata de Oliveira Mattos GranerDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: Streptococcus sanguinis é uma espécie bacteriana comensal capaz de iniciar biofilmes sobre as superfícies dentárias e de influenciar na colonização destas superfícies por outros microrganismos. Eventualmente, S. sanguinis também promove infecções sistêmicas, como a endocardite bacteriana. Embora os mecanismos pelos quais S. sanguinis promove a formação do biofilme dentário ainda não sejam bem conhecidos, sugere-se que este processo envolva a expressão de diversos genes, os quais incluem genes que codificam adesinas com afinidade à película adquirida dos dentes, assim como genes envolvidos na produção de uma matriz extracelular. Estes últimos estão envolvidos na produção de exopolissacarídeos (EPS) a partir da sacarose (gtfP, para glucosiltransferase P) e de (DNA genômico extracelular (eDNA) (spxB e SSA_0094). Os efeitos destas funções na formação de biofilmes foram investigados anteriormente na cepa de referência SK36, na qual gtfP, spxB e SSA_0094 são regulados pelo sistema de dois componentes VicRK. Análises comparativas dos genomas de cepas S. sanguinis, sugerem, entretanto, diversidade na expressão destas funções. O objetivo deste estudo foi caracterizar os fenótipos relacionados à formação de biofilmes em uma coleção de nove cepas S. sanguinis isoladas da cavidade bucal ou da corrente sanguínea. Para isto, as cepas foram caracterizadas quanto ao crescimento planctônico, agregação celular mediada por EPS na presença de sacarose e produção de eDNA, sob atmosfera de 10% de CO2 e/ou aerobiose. A formação de biofilmes de fase inicial (de 4 h) sobre lamínulas de vidro tratadas com saliva humana em meio BHI acrescentado de 1 % de sacarose ou biofilmes maduros (de 18 h) sobre placas de poliestireno de 96 poços em meio BHI acrescido de 1 % de sacarose, suplementado ou não com 10% de saliva humana também foi analisada. Estes fenótipos foram então comparados com os perfis expressão de spxB, SSA_0094 e vicR/K em análises de RT-qPCR das cepas na metade da fase log de crescimento. As cepas SK36 e Streptococcus mutans UA159 foram utilizadas como referência. Os resultados obtidos revelaram grande diversidade nos fenótipos analisados em relação às cepas SK36 e UA159. Diversas cepas foram defectivas em agregar na presença de sacarose, bem como em produzir eDNA, fenótipos estes compatíveis aos de formação de biofilmes de 4 h, mas não com a biomassa de biofilmes maduros (18 h). A formação de biofilmes de 18 h foi significativamente afetada pela suplementação do meio de cultura com saliva humana, de forma cepa-específica. A despeito de variações significativas nos níveis relativos de transcritos de spxB, SSA_0094, vicR e vicK, estes não se correlacionaram com os fenótipos de formação de biofilmes de 18 h nas cepas estudadas. Assim, os dados observados neste estudo indicam grande diversidade nos mecanismos de formação de biofilmes entre cepas da espécie S. sanguinis, assim como a significativa influência de saliva na formação de biofilmes de forma cepa-específica. Palavras-chave: Streptococcus sanguinis, biofilme, saliva, DNA extracelular (eDNA), sistema de dois componentes, expressão gênica, diversidade genética, polissacarídeo extracelular, piruvato oxidase, glucosiltransferase, VicRKAbstract: Streptococcus sanguinis is a commensal bacterial species capable to initiate biofilms on tooth surfaces and to influence on the colonization of these surfaces by other microorganisms. S. sanguinis might eventually promote systemic infections as bacterial endocarditis Although the mechanisms through which S. sanguinis forms biofilms on dental surfaces are not completely understood, this process seems to involve the expression of genes encoding adhesins with affinity to the acquired dental pelicule, as well as genes for the production of an extracellular matrix. These latter genes are involved in the production of exopolisaccharides (EPS) from sucrose (gtfP, for glucosiltransferase P) and extracellular genomic DNA (eDNA) (spxB and SSA_0094). The importance of these polymers for biofilm formation was previously investigated in the reference strain SK36, in which gtfP, spxB and SSA_0094 are regulated by the two-component system VicRK. Comparative analyses of S. sanguinis strains indicate however diversity in expression of these functions. The aim of this study was to characterize the phenotypes associated with biofilm formation in a collection of nine strains isolated from the oral cavity or from the bloodstream. To that goal, the strains were analyzed regarding their planktonic growth, cell aggregation mediated by EPS in the presence of sucrose, and production of eDNA under 10% CO2 and/or aerobiosis. Formation of early-stage biofilms (4 h) on glass slides treated with sterile human saliva or of mature biofilms (18 h) in media supplemented or not with saliva were also assessed. Finally, the phenotypes identified were compared to transcript levels of spxB, SSA_0094, vicR and vicK, as determined by RT-qPCR in strains at mid-log growth phase. SK36 and S. mutans UA159 were analyzed as reference. These analyses revealed high diversity among the studied strains, compared to SK36. Several strains were defective in EPS-mediated aggregation and in production of eDNA, phenotypes which were compatible with reduced formation of 4 h-biofilms, but not with amounts of mature (18 h) biofilms. Formation of 18 h biofilms were significantly affected by medium supplementation with human saliva in a strain-specific fashion. Despite significant variations in relative levels of spxB, SSA_0094, vicR e vicK transcripts, these levels were not significantly associated with the biomass of 18 h biofilms. Therefore, the results of this study indicate high diversity in the mechanisms of biofilm formation among S. sanguinis strains, as well as the significant influence of saliva in biofilm phenotypes in a strain-specific way. Keywords: Streptococcus sanguinis, biofilm, saliva, extracellular DNA (eDNA), two-component system, genetic diversity, extracellular polysaccharides, pyruvate oxidase, glucosyltransferase, VicRKXMestradoMicrobiologia e ImunologiaMestre em Biologia Buco-DentalFAPESP2018/02054-4CAPES001[s.n.]Mattos-Graner, Renata de Oliveira, 1971-Camargo, Tarsila Mendes deRicomini Filho, Antônio PedroUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Odontologia de PiracicabaPrograma de Pós-Graduação em Biologia Buco-DentalUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCuya-Salvatierra, Geovanny Nilton, 1989-20192019-08-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (79 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639958CUYA-SALVATIERRA, Geovanny Nilton. Diversidade da expressão de fenótipos envolvidos na formação de biofilmes em diferentes cepas da espécie "S. Sanguinis" isoladas da cavidade bucal ou corrente sanguínea de humanos. 2019. 1 recurso online (79 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Piracicaba, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639958. 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