Streptococcus mutans is a member of the dental plaque and is the principal causative agent of dental caries. It can metabolize a wide array of sugars which results in the production of acid that causes demineralization of the tooth surface. S. mutans can also persist for extended periods of starvation, which may occur in different niches within the oral cavity. Previous studies have shown that mucin prolonged the survival of S. mutans in batch cultures and biofilms. Our laboratory has shown that the pyruvate dehydrogenase (pdh) operon is upregulated in stationary phase and is important for prolonged survival during nutrient starvation in chemically defined medium (CDM). In this study, I found that mucin enabled S. mutans to grow in a minimal chemically defined medium (MCDM) containing glucose and lacking all amino acids. A pdh mutant was found to be impaired in survival in CDM or MCDM supplemented with mucin. Additionally, I have shown that a galactose utilization mutant was impaired in survival in CDM with mucin and no exogenous glucose; galactose is the most abundant utilizable sugar residue in mucin. Mucin, supplemented in minimal medium with sucrose, also enabled S. mutans to form biofilms. Survival of the biofilms was pdh independent. Although biofilm formation was not seen in the absence of sucrose, cells did adhere to the glass coverslip; their survival was found to be pdh dependent. Using a previously constructed reporter strain, pdh expression was observed in a majority of cells in this condition. The expression of the pdh operon was also monitored in batch cultures. The starting inoculum size affected the percentage of fluorescent cells and the outcome of survival in media (CDM or MCDM) supplemented with mucin and no sugar. Greater than 50% of the stationary phase population expressed pdh in CDM with galactose. Less than 1% expressed pdh in CDM with glucose. However, galactose was unable to prolong survival of S. mutans in batch cultures in contrast to the effect of mucin. These results show that mucin may have a metabolic role in promoting long term survival of S. mutans. However it is possible that different components of mucin can be utilized in different conditions. / Microbiology and Immunology

No / Streptococcus mutans was shown to produce two extracellular proteases capable of degrading both gelatin and collagen-like substrates. These enzymes have molecular masses of 52 and 50 kDa when analysed by SDS-PAGE. Both enzymes were inhibited by EDTA, but not by a range of other inhibitors with different specificities, indicating that they are metalloproteases. The activity of EDTA-inactivated enzymes could be restored by the addition of manganese and zinc. The identical inhibition and restoration profiles of the two enzymes suggest that one of the proteases may be a degradation product of the other.

No / Isogenic mutants of Streptococcus mutans LT11, deficient in the production of the wall-associated protein antigens A and B, were generated by recombinant DNA technology. The hydrophobicity, adherence, and aggregation of the mutants were compared with those of the parent strain. These studies indicated that hydrophobicity, adherence, and saliva- or sucrose-induced aggregation were unaltered in the A- mutant but that hydrophobicity and adherence to saliva-coated hydroxylapatite were greatly reduced in the B- mutant whilst sucrose-dependent adherence and aggregation were increased. To determine whether these changes correlated with changes in the mutated gene product alone, the levels of a number of cell wall antigens were determined in each of the mutants. The loss of antigen A resulted in significantly reduced levels of wall-associated lipoteichoic acid, and loss of antigen B resulted in reductions in both antigen A and lipoteichoic acid. Data presented here thus suggest that changes in the expression of one wall antigen can have a dramatic effect on the levels of others.

Orientador: Alessandra Nara de Souza Rastelli / Resumo: A inativação fotodinâmica é descrita como terapêutica promissora na inativação de micro-organismos bucais. A curcumina é um fotossensibilizador com característica hidrofóbica, e que pode comprometer a sua eficiência. Dessa forma, torna-se relevante o desenvolvimento de estudos que verifiquem o seu efeito quando conjugada a micelas poliméricas. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade da inativação fotodinâmica em biofilme de Streptococcus mutans utilizando-se curcumina, conjugada ou não, a micelas como fotossensibilizador, irradiado por luz LED. Realizou-se a caracterização das micelas poliméricas nas concentrações de 0.1 e 0.5% de curcumina, por meio do Potencial Zeta, determinação do espalhamento de luz dinâmico, microscopia eletrônica de transmissão e a investigação dos mecanismos envolvidos na reação fotodinâmica. Após, foi selecionada a melhor concentração a ser utilizada na inativação fotodinâmica sobre biofilme de Streptococcus mutans. As concentrações inibitória mínima (CIM) e bactericida mínima (CBM) foram determinadas. Foram induzidos em placa de 96 poços biofilmes single espécie. Os biofilmes foram irradiados uniformemente com sistema de iluminação a LED (Biotable, MMO) em comprimento de onda de 460 nm com dose/densidade de energia de 15 J/cm2 . Unidades formadoras de colônia (UFC/mL), a partir da CIM e CBM foram obtidas. Por meio de microscopia confocal utilizando-se corante BacLight® LIVE/DEAD foi avaliado a viabilidade celular nos biofilmes. Diferente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Photodynamic inactivation is described as promising therapy in the inactivation of oral microorganisms. Curcumin is a hydrophobic photosensitizer, which can compromise its efficiency. Thus, the development of studies that verify its effect when conjugated to polymeric micelles becomes relevant. The objective of this study was to evaluate the effectiveness of photodynamic inactivation in Streptococcus mutans biofilm using curcumin, conjugated or not, to micelles as photosensitizer, irradiated by LED light. The characterization of the polymeric micelles in the 0.1% and 0.5% concentrations of curcumin was carried out by Zeta Potential, determination of dynamic light scattering, transmission electron microscopy and investigation of the mechanisms involved in the photodynamic reaction. After that, the best concentration to be used in photodynamic inactivation on Streptococcus mutans biofilm was selected. Minimum inhibitory concentrations (MIC), minimal bactericidal (MBC) were determined. Single-species biofilms were induced in 96-well plate. The biofilms were uniformly irradiated with a LED illumination system (Biotable, MMO) at wavelength of 460 nm with dose or energy density of 15 J/cm2. Colony forming units (CFU / mL) from CIM and CBM were obtained. By means of confocal microscopy using BacLight® LIVE/DEAD dye, cell viability in biofilms was evaluated. Different groups were analyzed: FSM+L+ (Photosensitizer conjugate micelles Pluronic + Light), FSD+L+ (Photosensitizer in 10% DM... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O objetivo do presente estudo foi avaliar, in vitro, o efeito de diferentes tempos de pré-irradiação do fotossensibilizador na terapia fotodinâmica em biofilmes formados por Streptococcus mutans e Candida albicans, por meio da avaliação da carga microbiana. Os fatores em estudo foram: tempos de pré-irradiação do fotossensibilizador em 3 níveis (1, 2 ou 5 minutos). Para o controle do biofilme dentário cariogênico com aPDT foi utilizado o azul de metileno (0,01%) associado ao laser de diodo (&lambda;=660 nm). O digluconato de clorexidina (CHX a 0,12%) e a solução salina foram utilizados como controle positivo e negativo, respectivamente. O delineamento do estudo foi realizado em blocos completos e casualizados, sendo a amostra composta por 15 culturas de biofilmes de S. mutans, divididas aleatoriamente em 5 grupos e 15 culturas de C. albicans, também divididas em 5 grupos. O experimento foi realizado em triplicata (n=3) e as variáveis de resposta foram obtidas por meio de análise quantitativa da viabilidade bacteriana, expressa em unidades formadoras de colônia (UFC) por mm2 da área do espécime. Os dados obtidos foram analisados com o auxílio do teste one-way ANOVA e pós-teste de Tukey. Todas as análises foram efetuadas por meio do programa Graph Pad Prism 4.0, com nível de significância de 5%. Para o grupo de S. mutans, apenas a solução salina apresentou diferença estatisticamente significante quando comparada aos demais tratamentos (p<0.05), ou seja, o tratamento com aPDT, independentemente do tempo de irradiação aplicado, foi semelhante ao tratamento com CHX e ambos foram mais eficazes na redução do biofilme cariogênico, em comparação à solução salina. Para o grupo de C. albicans não houve diferença estatística entre os grupos (p>0.05). Portanto, pode-se concluir que o tratamento com aPDT diminuiu o número de UFCs de S. Mutans de forma semelhante à CHX, independentemente do tempo de pré-irradiação aplicado. Não foi possível constatar nenhum efeito desta terapia e dos diferentes tempos de pré-irradiação sobre o biofilme de C. albicans. Desta forma, o tempo de pré-irradiação de 1 minuto pode ser utilizado com o objetivo de reduzir a carga microbiana de S. Mutans. / The aim of the present study was to evaluate, in vitro, the effect of different pre-irradiation times of the photosensitizer in photodynamic therapy in biofilms formed by on by Streptococcus mutans and Candida albicans, through the evaluation of the microbial load. The factors under study were: times of pre-irradiation of the photosensitizer in 3 levels (1, 2 or 5 minutes). For the control of the cariogenic dental biofilm with aPDT, methylene blue (0.01%) was used in association with the diode laser (&lambda;=660 nm). Chlorhexidine digluconate (0.12% CHX) and saline were used as positive and negative controls, respectively. The study design was carried out in complete and randomized blocks. The sample consisted of 15 S. mutans biofilms cultures, randomly divided into 5 groups and 15 C. albicans cultures, also divided into 5 groups. The experiment was performed in triplicate (n = 3) and the response variables were obtained through quantitative analysis of bacterial viability, expressed in colony forming units (CFU) per mm2 of the specimen area. The data were analyzed with the aid of the ANOVA one-way test and Tukey\'s post-test. All analyzes were performed using the Graph Pad Prism 4.0 program, with a significance level of 5%. For the S. mutans group, only the saline solution presented a statistically significant difference when compared to the other treatments (p <0.05), that is, the treatment with aPDT, irrespective of the irradiation time applied, was similar to the treatment with CHX and both were more effective in reducing cariogenic biofilm compared to saline. For the group of C. albicans there was no statistical difference between the groups (p> 0.05). Therefore, it can be concluded that the treatment with aPDT reduced the number of CFUs of S. Mutans in a similar way to CHX, independently of the pre-irradiation time applied. No effect of this therapy or of the different pre-irradiation times on the C. albicans biofilm could be observed. In this way, the pre-irradiation time of 1 minute can be used to reduce the microbial load of S. mutans.

O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana (aPDT) com a utilização de azul de metileno a 0,01%, combinado ao laser de diodo, na viabilidade e na produção de polissacarídeos, de biofilmes de S. mutans. Biofilmes de cepas de S. mutans UA159 foram cultivados em discos de resina acrílica e expostos oito vezes por dia, durante 1 min, à solução de sacarose a 10%. Após 48 horas da formação do biofilme, as amostras foram distribuídas aleatoriamente em relação aos tratamentos (n=4): aplicação de solução salina a 0,9% (controle negativo), aplicação de 0,12% de digluconato de clorexidina (controle positivo), ou aplicação da terapia fotodinâmica antimicrobiana. Para aplicação da terapia fotodinâmica antimicrobiana, foi utilizado azul de metileno a 0,01%, combinado ao laser de diodo com comprimento de onda de 660 nm. Foram usados os seguintes parâmetros: área da secção transversal do feixe de laser 0,028 cm&sup2;, potência de 100 mW, energia de 9J, densidade de energia de 320J/cm&sup2;, durante 90s. Os tratamentos foram realizados duas vezes ao dia. Após 120 h, os biofilmes de S. mutans formados sobre cada disco de resina acrílica foram coletados, de modo a determinar o número de bactérias viáveis e a concentração do polissacarídeo extracelular insolúvel (PECI) e do polissacarídeo intracelular (PIC). A análise variância um critério (ANOVA) e o teste de Tukey revelaram que as contagens das bactérias nos biofilmes formados foram significativamente diferentes entre os tratamentos. A aPDT mostrou inibição do crescimento do biofilme, quando comparado ao grupo do NaCl (p<0,05). A concentração de PECI e PIC foi maior no biofilme exposto ao NaCl do que a encontrada nos outros grupos (p<0,05) e não foi observada diferença significativa entre os grupos digluconato de clorexidina e aPDT (p>0,05). De acordo com as condições experimentais do presente estudo, sugere-se que o tratamento realizado duas vezes ao dia com aPDT utilizando-se azul de metileno a 0,01%, combinado ao laser de diodo (&lambda; = 660 nm; 320 J/cm&sup2;; 100 mW; 90s; 9J), diminui a viabilidade do biofilme e afeta sua organização estrutural. / The aim of this study was to evaluate the effect of Antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT) using methylene blue 0.01% combined with diode laser on biofilm viability and polysaccharides produced by Streptococcus mutans. S. mutans UA 159 biofilms were grown on acrylic resin discs and exposed eight times/day for 1 min in a 10% sucrose solution. After the biofilms were allowed to grow for 48 h, they were treated two times/day according to the treatments (n=4): 0.9% saline solution (negative control), 0.12% chlorhexidine digluconato (positive control) or Antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT). For the application of Antimicrobial Photodynamic Therapy has been used methylene blue 0.01% in combination with the diode laser with 660 nm wavelength. The parameters adopted were: spot size of 0.028 cm&sup2;, fixed output power of 100 mW, energy density of 320 J/cm&sup2;, time exposure of 90 s and energy of 9 J. Treatments were performed twice daily. After 120 h of growth, the biofilm formed on each disc was collected to determine the number of viable bacteria, and concentration of the insoluble exopolysaccharide (IEPS) and intracellular polysaccharide (IPS). The analysis of variance one-way (ANOVA) and Tukey test revealed that the counts of bacteria in the biofilms formed differ significantly among the treatments and aPDT showed biofilm inhibition when compared to NaCl group (p<0.05). The concentration of IEPS and IPS was higher in biofilm exposed to NaCl than that found in the other groups (p<0.05) and no significant difference was observed among CHX and aPDT groups (p>0.05). According to experimental conditions of the present work, the results suggest that a twice-daily treatment with aPDT using methylene blue 0.01% in combination with the diode laser (&lambda;=660 nm, 320 J/cm&sup2;, 100 mW, 90 s; 9J) decreases biofilm viability and affects its structural organization.

Streptococcus mutans é considerado o principal agente etiológico da cárie dental humana, uma doença crônica e de caráter infeccioso. A doença apresenta uma ampla incidência e é considerada um importante problema de saúde pública mundial. A adesão inicial de S. mutans à superfície dental é dependente da interação da proteína de superfície P1 e a aglutinina salivar adsorvida ao dente. Sendo assim, a proteína P1 e seus fragmentos são considerados importantes alvos em novas estratégias vacinais contra a cárie dental. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar estratégias vacinais de mucosa contra S. mutans, em que empregamos como antígeno modelo a proteína P139-512, um fragmento N-terminal derivado da proteína P1. Para esse fim, empregamos esporos não recombinantes de Bacillus subtilis e um mutante atóxico da toxina termo-lábil (LTK63) de Escherichia coli enterotoxigência (ETEC) como adjuvantes vacinais. A proteína P139-512 foi obtida por meio de sistema de expressão baseado em linhagem recombinante de B. subtilis. As formulações vacinais foram baseadas na coadministração da proteína P139-512 com os esporos e/ou LTK63 pela via sublingual. Os resultados obtidos demostraram as propriedades imunomoduladoras dos dois adjuvantes sobre as respostas de anticorpos. No entanto, o adjuvante LTK63 foi capaz de induzir maiores títulos de anticorpos antígeno-específicos e desencadear respostas de mucosa com a indução de anticorpos IgA secretores (S-IgA) em amostras de saliva. Além disso, a formulação com esse adjuvante induziu repostas de anticorpos mais eficientes na capacidade de reconhecer a proteína P1 nativa, expressa na superfície de linhagens de S. mutans. A estratégia utilizando os dois adjuvantes não foi capaz de aumentar a magnitude das respostas de anticorpos sistêmicos e de S-IgA quando comparada à administração da P139-512 + LTK63. Em conclusão, os resultados abrem perspectivas para o desenvolvimento de estratégias vacinais de mucosa direcionadas para o controle da cárie dental baseadas na coadministração de antígenos de S. mutans com o adjuvante LTK63. / Streptococcus mutans is considered the major etiological agent of human dental caries, a chronic and infectious disease. The disease has a broad incidence and is considered an important worldwide public health problem. The initial adhesion of S. mutans to the tooth surface depends on the interaction of the surface-exposed P1 protein and the salivary agglutinin adsorbed to the tooth. Therefore, the P1 protein and fragments derived from it are considered important targets in vaccine strategies to prevent dental caries. The present work aimed to develop and characterize new mucosal vaccine strategies against S. mutans, using as antigen model the protein P139-512, a N-terminal fragment derived from the P1 protein. For this purpose, we used non-recombinant Bacillus subtilis spores and a non-toxic mutant of the enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) heat-labile toxin (LTK63) as vaccine adjuvants. The P139-512 protein was obtained using a recombinant B. subtilis strain. Vaccine formulations were based on the co-administration of the P139-512 protein with spores and/or LTK63 via sublingual route. The results demonstrated that both adjuvants showed immunomodulatory properties on antibody responses. However, the LTK63 adjuvant was capable to induce the highest antigen-specific antibody titers and elicited mucosal responses with the induction of secretory IgA (S-IgA) antibodies in saliva samples. In addition, the formulation using this adjuvant induced enhanced responses mediated by effector antibodies capable to recognize the native P1 protein expressed on the surface of S. mutans strains. The combination of both adjuvants did not increase the magnitude of systemic antibody and S-IgA responses when compared to the administration of P139-512 + LTK63. In conclusion, the results open perspectives for the development of vaccination strategies for the control of dental caries based on the co-administration of S. mutans antigens and LTK63.

A quitosana é um produto natural que apresenta propriedades antimicrobianas ainda não totalmente elucidadas, principalmente em biofilmes cariogênicos. Em acréscimo, tem sido sugerido que a forma de apresentação da molécula pode alterar seus efeitos biológicos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da dispersão e de micropartículas de quitosana em células planctônicas e em biofilmes de Streptococcus mutans. Dispersões de quitosana de médio peso molecular foram preparadas em ácido acético 0,1 M e caracterizadas parcialmente quanto ao seu perfil de textura (consistência, coesividade e adesividade) a 25 ºC e 37 °C. As micropartículas de quitosana foram preparadas por secagem da dispersão 2 % em spray dryer e caracterizadas quanto ao seu tamanho, potencial zeta, morfologia externa e teor de umidade. A atividade em células planctônicas de ambas as formas foi avaliada pela concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM) (n=3). Em seguida, as duas formas de quitosana foram avaliadas quanto ao seu efeito em biofilmes de 5 dias de S. mutans, os quais foram formados em lamínulas de vidro utilizando-se banhos de sacarose 8x/dia. No terceiro dia de formação, os biofilmes foram expostos por 1 minuto à dispersão ou suspensão de micropartículas de quitosana a 0,25 % e a 1 % (n=4). Clorexidina e solução salina foram utilizados como controles positivo e negativo, respectivamente. Solução de etanol em tampão fosfato foi utilizado como controle de veículo no experimento com as micropartículas. A viabilidade celular e a acidogenicidade dos biofilmes foram determinadas. Após análise estatística, os resultados mostraram que o perfil de textura da dispersão não foi influenciado pela temperatura da análise; a coesividade e a adesividade da dispersão foram diretamente proporcionais à concentração. As micropartículas apresentaram pequena distribuição de tamanho e potencial zeta positivo. Os valores de CIM da dispersão e das micropartículas de quitosana foram de 0,00052 % e 0,00131 %, respectivamente. A CBM apresentou o mesmo valor que a CIM para ambas as formas de quitosana. A dispersão de quitosana apresentou menor efeito na acidogenicidade dos biofilmes se comparadas às micropartículas, principalmente na concentração de 1 %. Após o tratamento com a dispersão, a viabilidade dos biofilmes diminuiu de forma concentração dependente. Já as micropartículas a 0,25 % não apresentaram ação antimicrobiana em relação ao controle, mas o efeito das micropartículas a 1% foi superior ao da dispersão na mesma concentração. Embora ambas as formas de apresentação de quitosana tenham apresentado efeitos sobre células livres e biofilmes de S. mutans, os resultados sugerem que as micropartículas a 1% podem alterar significativamente a viabilidade e a acidogenicidade de biofilmes cariogênicos, podendo ser consideradas para futuras aplicações na Odontologia / Chitosan is a natural product with antimicrobial property not fully elucidated, especially on cariogenic biofilms. Furthermore, the physical form of chitosan is suggested to influence its biological effects. The aim of the study is to evaluate the effect of chitosan in the form of dispersion and microparticles against Streptococcus mutans planktonic cells and biofilms. Chitosan medium molecular weight dispersions (0.25 % and 1 %) were prepared in 0.1 M acetic acid and partially characterized by its texture profile (consistency, cohesiveness and adhesiveness) at 25 °C and 37 °C. Microparticles were prepared by spray drying 2 % dispersion and partially characterized by particle size, zeta potential, external morphology and moisture content. Antimicrobial activity of both forms was evaluated on planktonic cells by the determination of minimum inhibitory concentrations (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC). Then, activity of both forms was evaluated on S. mutans biofilms grown for 5 days, formed on glass slides and exposed to sucrose 8x/day. On the third day of formation, biofilms were exposed for 1 min to 0.25 % and 1 % chitosan dispersions or microparticles suspension (n=4). Chlorhexidine and saline solution were used as positive and negative controls, respectively. Ethanol solution in phosphate buffer was used as vehicle control in microparticles assay. Biofilm cellular viability and acidogenicity were determined. After statistical analysis, results showed that dispersion texture was not influenced by temperature; cohesiveness and adhesiveness were directly proportional to concentration. Microparticles were spherical, with narrow size distribution and high positive zeta potential. On the antimicrobial activity evaluation, dispersion and microparticles MICs were 0.00052 % and 0.00131 %, respectively. MBC values were equal to MIC for both forms. Chitosan dispersion had lower effect on biofilm acidogenicity compared to microparticles, especially at 1 % concentration. Dispersion treatment reduced biofilm viability in concentration- dependent form. Microparticles at 0.25 % did not have antimicrobial action; in contrast to microparticles at 1 %, viability decreased more than the dispersion at same concentration. Despite both forms having effect on S. mutans planktonic cells and biofilms, results suggest that 1 % microparticles could significantly change cariogenic biofilm cellular viability and acidogenicity, so it could be considered for future applications in Dentistry

Este estudo teve por objetivos (1) estudar os efeitos de diferentes parâmetros de terapia fotodinâmica sobre a viabilidade de células planctônicas e biofilme de S. mutans UA159, (2) verificar a viabilidade de uso de um modelo para crescimento de biofilme bacteriano no estudo do processo de desmineralização, (3) avaliar a capacidade da terapia fotodinâmica em controlar o processo de desmineralização mediado por biofilme de S. mutans crescidos sobre discos de dentina bovina e (4) mensurar a capacidade da terapia fotodinâmica em promover estresse celular a S. mutans UA159 com deleção do gene VicK. Os procedimentos de terapia fotodinâmica foram realizados pela associação do fotossensibilizador Photogem® e de um LED vermelho visível (Biotable®, 630 nm, 50 mW/cm2) como fonte de luz. A viabilidade de células bacterianas foi determinada por dois métodos distintos: teste de atividade metabólica pelo uso da resazurina (etapa 1) e contagem de UFC (etapas 1,2 e 3). Microrradiografia transversal e análise da concentração de cálcio por espectrometria de absorção atômica foram os métodos de escolha para a determinação do perfil do conteúdo mineral (%vol), perda mineral integrada (PMI, %vol x m), profundidade de lesão (PL, m) e concentração de cálcio liberado em meio de cultura (mg/dL). A intensidade de fluorescência emitida pela modulação da proteína GFP após ensaio de estresse celular foi determinada por citometria de fluxo. Os diferentes parâmetros de terapia fotodinâmica foram capazes de reduzir a viabilidade de células planctônicas de S. mutans, bem como das células organizadas em biofilme (ANOVA a um critério, Games-Howell, p<0,05), sendo o resultado dose-dependente. Quando Photogem® a 0,25 mg/mL foi associado ao LED a 150 J/cm2, uma redução de aproximadamente 3,9 log10 na contagem de células viáveis provenientes de biofilme foi observada. O modelo para crescimento de biofilme permitu a progressão do processo de desmineralização (24 h PMI: 1905±391 vol% x m, PL: 69,9±12,2 m; 48 h - PMI: 3529±886 vol% x m, PL: 114,2±24,6 m; 72 h - PMI: 4186±1099 vol% x m, PL: 146,1±20,1 m) em função do tempo. As associações de Photogem® 0,25 mg/mL + LED 75 J/cm2 e Photogem® 0,25 mg/mL + LED 150 J/cm2 foram capazes de controlar por 24 h a perda mineral integrada, a profundidade de lesão e a concentração de cálcio liberada em relação ao grupo controle (ANOVA a um critério, Games-Howell, p<0,05). Os diferentes tipos de tratamento utilizados no ensaio de estresse celular (H2O2 a 0,0025%, H2O2 a 0,005%, Photogem® a 0,00625%, Photogem® a 0,0125%, LED 4,5 J/cm2, Photogem® a 0,00625% + LED 4,5 J/cm2 e Photogem® a 0,0125% + LED 4,5 J/cm2) produziram aumento significativo da fluorescência captada pela citometria de fluxo em relação ao grupo controle (água deionizada) (ANOVA a um critério, Games-Howell, p<0,05). Entretanto, diferenças significativas não foram notadas entre os grupos de tratamento. Portanto, a terapia fotodinâmica foi capaz de reduzir a viabilidade de células planctônicas e células organizadas em biofilme (S. mutans UA159), bem como controlar o processo de desmineralização mediado por bactéria durante 24 h. Além disso, pelo modelo utilizado, a terapia fotodinâmica pode ser capaz de modular estresse celular comparável àquele obtido com a utilização do peróxido de hidrogênio em diferentes concentrações. / The present study aimed (1) to assess the effects of different parameters of Photodynamic Antimicrobial Chemotherapy (PACT) on the viability of planktonic cells and biofilm of S. mutans UA159, (2) to test the effectiveness of a biofilm model in evaluating the demineralization process, (3) to assess the influence of PACT on the control of demineralization process mediated by S. mutans biofilm growth on dentin discs, and (4) to measure the ability of PACT in promoting cellular stress on S. mutans UA159 knockout vicK gene. PACT procedures were performed by association between a photosensitizer (Photogem®) and a visible red LED (Biotable®, 630 nm, 50 mW/cm2) as light source. Viability of bacterial cells was determined by two distinct methods: resazurin assay (phase 1) and Colony Forming Unit (CFU) counts (phases 1, 2, and 3). Transversal microradiography and calcium release analysis by atomic absorption spectrometry were chosen to analyze mineral content profile (%vol), integrated mineral loss (IML, %vol x m), lesion depth (LD, m), and concentration of calcium release in culture media (mg/dL). Fluorescence intensity levels, which were modulated by expression of Green Fluorescent Protein-reporter (GFP) after cellular stress, were measured by flow cytometer. A dose-dependent effect on the reduction of viability of planktonic cells and biofilm of S. mutans was observed after application of different parameters of PACT (one-way ANOVA, Games-Howell, p<0.05). 0.25 mg/mL Photogem® plus 150 J/cm2 LED decreased in nearly 3.9 log10 the viability of S. mutans biofilm. Progression of demineralization process was correlated with the time (24 h IML: 1905±391 vol% x m, LD: 69.9±12,2 m; 48 h - IML: 3529±886 vol% x m, LD: 114.2±24.6 m; 72 h - IML: 4186±1099 vol% x m, LD: 146.1±20.1 m). Integrated mineral loss, lesion depth and concentration of calcium release were controlled for 24 h by the following associations: 0.25 mg/mL Photogem® plus 75 J/cm2 LED, and 0.25 mg/mL Photogem® plus 150 J/cm2 LED, in comparison to control group (one-way ANOVA, Games-Howell, p<0.05). Different treatments (0.0025% H2O2, 0.005% H2O2, 0.00625% Photogem®, 0.0125% Photogem®, 4.5 J/cm2 LED, 0.00625% Photogem® plus 4.5 J/cm2 LED, and 0.0125% Photogem® plus 4.5 J/cm2 LED) increased significantly the fluorescence levels emitted by S. mutans, when compared with levels of the control group (demi water) (one-way ANOVA, Games-Howell, p<0.05). However, significant statistical differences were not observed among treatment groups. Therefore, PACT was able to decrease the viability of planktonic cells and biofilm of S. mutans UA159, as well as controlling the demineralization process mediated by bacteria for 24 h. Moreover, according to present methods, PACT may modulate cellular stress similar to hydrogen peroxide.

Saliva e Streptococcus mutans foram utilizados neste estudo para avaliar a atividade antimicrobiana da quitosana associada à clorexidina. Os testes de atividade antimicrobiana foram realizados utilizando-se soluções de quitosana e quitosana:clorexidina preparadas em ácido acético 1%, em diversos valores de pH (3,5-5,0) e valores de concentração variando entre 0,1 e 1,5% (m/v). Antes de cada experimento o pH da solução estoque de quitosana (grau de desacetilação 76% e massa molar 400.000 g/mol) foi ajustado até o pH desejado pela adição de NaOH. A atividade antimicrobiana aumentou com o pH, com a concentração, com o tempo de exposição e com a associação quitosana/ clorexidina. Aumentando-se a concentração de clorexidina não se observam efeitos significativos, indicando que em presença de quitosana é possível liberar este composto em concentrações menores, o que irá minimizar os efeitos colaterais indesejados de pigmentação e sensação de alteração de sabor / Saliva and Streptococcus mutans were used to evaluate antimicrobial activity of chitosan/chlorexidine solutions. Antimicrobial tests were conducted using chitosan and chitosan/ chlorexidine solutions in 1.0 % acetic acid solution, at various pH values (3.5-5.0) and concentrations ranging from 0.1 to 1.5% (w/v). Prior to each experiment, chitosan (DA 76%, 400.000 g/mol) stock solution pH was adjusted to the desired pH using NaOH. The antimicrobial activity increased with pH, concentration, exposition time and with the association of chitosan and chlorexidine. Increasing the concentration of chlorexidine did not have a significant effect indicating that in presence of chitosan it is possible to deliver this compound at a lower concentration which will avoid unwanted side effects including staining and altered taste sensations