CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Serratia marcescens se encontra largamente distribuÃda na natureza, mas tem emergido nos Ãltimos anos como um importante patÃgeno nosocomial resistente a diversos antimicrobianos. Este estudo teve como objetivo verificar a susceptibilidade de isolados ambientais, orais e extra-orais de Serratia marcescens a diferentes antibiÃticos e avaliar a terapia fotodinÃmica antimicrobiana na reduÃÃo do crescimento bacteriano em culturas de cÃlulas planctÃnicas e biofilme. O teste de susceptibilidade antimicrobiano E-test foi realizado para as 55 cepas e o TFA para as 30 cepas mais resistentes aos antimicrobianos testados. O efeito antimicrobiano do azul de o-toluidina associado com 4,72 J cm-2 de luz emitida por um diodo (LED) foi avaliado. Antes e apÃs os tratamentos, os inÃculos bacterianos foram analisados com consideraÃÃo do nÃmero de unidades formadoras de colÃnias. Considerando o perfil antimicrobiano observamos que das 55 cepas analisadas, 13 (23,63%) apresentaram resistÃncia à doxiciclina, mas apenas um (1,81%) isolado apresentou resistÃncia ao ciprofloxacino, outro à tobramicina e outro à cefotaxima; 24 (43,63%) cepas apresentaram sensibilidade intermediÃria à doxiciclina, todas foram sensÃveis ao imipenem e a maioria foi sensÃvel ao ciprofloxacino, à tobramicina e à cefotaxima. A anÃlise estatÃstica demonstrou nÃo haver diferenÃas significativas no perfil de resistÃncia das amostras de diferentes origens em relaÃÃo as drogas DX, CT e IP. Considerando a resistÃncia a CI, as amostras ambientais foram significativamente mais resistentes do que as amostras orais e extra-orais. Para a droga TM, as amostras orais foram significantemente mais sensÃveis do que as demais amostras. A irradiaÃÃo das culturas planctÃnicas e biofilmes na ausÃncia de TBO (L+C-), a incubaÃÃo com TBO sozinho (L-C+) e o grupo controle nÃo tratado (L-C-) nÃo apresentou efeitos significativos na viabilidade das cepas de S. marcescens estudadas (p < 0,05). DecrÃscimos significativos na viabilidade bacteriana foram observados somente quando cultura planctÃnica e biofilme de cepas ambientais, orais e extra-orais de S. marcescens foram expostas ao azul de orto toluidina e luz LED ao mesmo tempo (L+C+). ReduÃÃes significativas nas contagens bacterianas foram observadas pela Terapia FotodinÃmica Antimicrobiana com variaÃÃo de 10-11 a 10-7. A associaÃÃo de TBO e LED, com densidade de energia de 4,72 J cm-2 , foi efetivo na reduÃÃo da viabilidade bacteriana em cepas ambientais, orais e extra-orais de S. marcescens podendo ser uma ferramenta biotecnolÃgica Ãtil no controle da resistÃncia bacteriana. / Serratia marcescens is widely distributed in nature, but has emerged in the last years as important nosocomial pathogen with resistance of many antimicrobial drugs. This study aimed to verify the susceptibility of Serratia marcescens isolates from environment, from oral infections and from extra-oral infections to different antibiotics and evaluate the antimicrobial effect of photodynamic antimicrobial therapy as biotechnology tools reducing bacterial growth in planktonic cells and biofilm. E-test were performed for fifty-five strains and the PACT for the thirty strains more resistant to antimicrobials tested. The antimicrobial effect of toluidine blue O, associated with 4,72 J cm-2 of a light-emitting diode , was evaluated. Before and after the treatments, bacterial inocula were analysed with regard to the number of colony- forming units. For antimicrobials, we observed that the 55 strains analyzed, 13 (23.63%) were resistant to doxycycline, but only one (1.81%) isolate showed resistance to ciprofloxacin, another to tobramycin and another to cefotaxime, 24 ( 43.63%) strains had intermediate sensitivity to doxycycline, all were sensitive to imipenem and most were sensitive to ciprofloxacin, tobramycin and cefotaxime Statistical analysis showed no significant differences in resistance of samples of different origins for drugs DX, CT, and IP. Considering the resistance to CI, the environmental samples were significantly more resistant than samples oral and extra-oral. For the drug TM, the oral samples were significantly more sensitive than the other samples. The irradiation of planktonic and biofilm cultures in the absence of TBO (L+S-), incubation with TBO alone (L-S+) and untreated control group (L-S-) had no significant effect on the viability of strains of S. marcescens studied (p <0.05). Significant decreases in bacterial viability was observed only when planktonic and biofilm culture of environmental strains, oral and extra-oral S. marcescens were exposed to toluidine blue O and LED light at the same time (L+S+). Significant reductions in bacterial counts were observed by antimicrobial photodynamic therapy ranging from 10-11 to 10-7.The association of TBO and light, with energy density 4,72 J cm-2, was effective in reducing the viability of bacterial strains in environmental, oral and extra-oral S. marcescens and can be a useful biotechnological tool in the control of bacterial resistance.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O tratamento das doenÃas ocasionadas por biofilmes orais envolve basicamente a remoÃÃo mecÃnica e o uso de antibiÃticos e agentes anti-sÃpticos os quais podem originar cepas resistentes aos antimicrobianos tradicionais. A Terapia FotodinÃmica Antimicrobiana (TFDA) apresenta-se como uma opÃÃo alternativa ao tratamento clÃssico, promovendo a morte bacteriana por meio da fotossensibilizaÃÃo dos componentes microbianos. Este estudo verificou a aÃÃo antimicrobiana da terapia fotodinÃmica sobre biofilmes orais produzidos in vitro e in situ utilizando um diodo emissor de luz (LED) associado ao fotossensibilizador azul de orto-toluidina (TBO). No estudo in vitro, biofilmes de Streptococcus mutans UA159, foram formados sobre discos de hidroxiapatita utilizando um modelo de banhos de cultura e submetidos à TFDA apÃs 5 dias. Para o estudo in situ, vinte e um voluntÃrios foram previamente selecionados para utilizar dispositivos intra-orais palatinos contendo 8 blocos de dentina humana durante 7 dias. SoluÃÃo de sacarose 10% foi gotejada sobre os blocos dentais 8 vezes ao dia. O biofilme formado em um dos lados do dispositivo recebeu tratamento da TFDA, e o lado oposto serviu como grupo controle. O material coletado passou por um processo de disrupÃÃo para a dispersÃo das cÃlulas e diluiÃÃo em sÃrie decimal de 10-1 a 10-4. Em ambos os experimentos, meios de cultura especÃficos para o crescimento de estreptococos totais e estreptococos do grupo mutans foram inoculados e incubados em condiÃÃes ideais para o crescimento desses microrganismos. ReduÃÃes significativas acima de 99,99% (p<0.05) foram observadas na viabilidade das colÃnias de S. mutans UA159 quando expostos ao TBO e LED no estudo in vitro. Entretanto, nos biofilmes formados in situ e submetidos Ãs mesmas condiÃÃes experimentais, nÃo foram verificadas diferenÃas estatisticamente significantes (p&#8805;0.05) da contagem microbiana quando comparadas ao grupo controle. Portanto, podemos concluir que a TFDA foi efetiva na reduÃÃo microbiolÃgica de S. mutans UA159 crescidos em modelo de formaÃÃo de biofilme in vitro, mas, pouco efetiva sobre biofilmes de estreptococos orais formados in situ. / The treatment of diseases caused by oral biofilms involves mechanical removal and use of antibiotics and antiseptics which can lead to problems of bacterial resistance. Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT) represents an alternative option to conventional treatment, promoting bacterial killing by photo-sensitization of microbial components. This study assessed the antimicrobial action of photodynamic therapy on oral biofilms produced in vitro and in situ using a light emitting diode (LED) associated with the photosensitizer toluidine blue O (TBO). Biofilms of Streptococcus mutans UA159 were grown on hydroxyapatite discs immersed in bathing culture and submitted to PACT after 5 days. For the in situ study, twenty-one volunteers were previously selected to use intra-oral palatal appliances containing eight blocks of human dentin during 7 days. Sucrose solution (10%) was dripped onto the dental blocks 8 times a day. The biofilm formed on one side of the device received treatment (PACT), and the opposite side acted as control. The collected material has gone through a process of disruption to the dispersion of cells and diluted in decimal series (10-1 to 10-4). In both experiments, specific culture media for the growth of total streptococci and mutans streptococci were inoculated and incubated under optimal conditions for growth of these microorganisms. Significant reductions in excess of 99.99% (p<0.05) were observed in the viability of colonies of S. mutans UA159 when exposed to TBO and LED on in vitro study. However, the biofilms formed in situ and subjected to the same experimental conditions showed no statistically significant differences (p&#8805;0.05) in the microbiological counting when compared with control group. Therefore, we conclude that PACT was effective in microbiological reduction of S. mutans UA159 grown in an in vitro biofilm model, but very little effective on oral streptococci biofilms produced in situ.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os estÃgios iniciais da formaÃÃo das lesÃes de cÃrie em humanos estÃo relacionados diretamente com a presenÃa de Streptococcus mutans no biofilme dental. O tratamento das doenÃas ocasionadas por biofilmes orais envolve basicamente a remoÃÃo mecÃnica e o uso de antibiÃticos e agentes anti-sÃpticos os quais podem originar cepas resistentes aos antimicrobianos tradicionais. A Terapia FotodinÃmica Antimicrobiana (TFDA) apresenta-se como uma opÃÃo alternativa ao tratamento clÃssico, promovendo a morte bacteriana por meio da fotossenssibilizaÃÃo dos componentes microbianos. O objetivo dessa dissertaÃÃo foi avaliar o potencial antimicrobiano da TFDA e sua capacidade de alterar o padrÃo de expressÃo gÃnica de Streptococcus mutans em biofilmes orais produzidos in vitro utilizando para tanto um diodo emissor de luz (LED) associado ao fotossenssibilizador azul de orto-toluidina (TBO). Para tanto biofilmes de .S. mutans UA159, foram formados sobre discos de hidroxiapatita utilizando um modelo de banhos de cultura e submetidos a TFDA apÃs 5 dias. O material coletado passou por um processo de disrrupÃÃo para a dispersÃo das cÃlulas e diluiÃÃo em sÃrie decimal, apÃs o que foi plaqueado em meio de cultura e incubado em condiÃÃes ideais de crescimento. Adicionalmente, e expressÃo dos genes de virulÃncia gtfB, gtfC e gbpB de S. mutans foram avaliados apÃs a extraÃÃo do RNA total, sÃntese de cDNA e realizaÃÃo da tÃcnica da reaÃÃo da polimerase em cadeia em tempo real utilizando primers especÃficos. O gene ribossomal 16S foi utilizado com gene de referÃncia.. ReduÃÃes significativas (p<0,05) foram observadas na viabilidade das colÃnias de S. mutans quanto exposto ao TBO e LED. A expressÃo gÃnica de gtfC em biofilme de S. mutans foi significantemente reduzida apÃs a realizaÃÃo da terapia fotodinÃmica antimicrobiana enquanto a expressÃo de gtfB parece ter sido menos influenciada pela terapia. NÃo houve alteraÃÃes na expressÃo de gbpB em funÃÃo da terapia fotodinÃmica antimicrobiana. Assim, outros estudos sÃo necessÃrios para avaliar aÃÃo da terapia fotodinÃmica antimicrobiana em condiÃÃes mais semelhantes daquelas encontradas no ambiente clÃnico, bem como para favorecer o entendimento de seus efeitos na expressÃo de importantes genes de virulÃncia de S. mutans. / The early stages of the formation of caries lesions in humans are directly related to the presence of Streptococcus mutans in biofilm. The treatment of diseases caused by oral biofilms basically involves mechanical removal and use of antibiotics and antiseptic agents which may lead to strains resistant to traditional antimicrobials. Antimicrobial Photodynamic Therapy (PACT) presents itself as an alternative option to conventional treatment, promoting bacterial killing by photosensitizing of microbial components. The objective of this study was to evaluate the antimicrobial potential of PACT and its ability to alter the pattern of gene expression of S. mutans in oral biofilms produced in vitro using both a LED light (LED) associated with the photosensitizer ortho-toluidine blue ( TBO). To this end, S. mutans UA159 biofilms were formed on hydroxyapatite discs using a model of bathing culture and were subjected to PACT after 5 days. The collected material has gone through sonication for dispersion and dilution of cells in decimal series. After that, material was plated in rich medium and incubated under optimum growth conditions. Additionally, expression of virulence gtfB, and gtfC gbpB genes of S. mutans were evaluated after extraction of total RNA, cDNA synthesis and realization of the technique of polymerase chain reaction in real time using specific primers. The 16S ribosomal gene was used as the reference gene. Significant reductions (p <0.05) were observed in the viability of colonies of S. mutans when exposed to TBO and LED at the same time. Gene expression of gtfC in S. mutans biofilm was significantly reduced after the completion of antimicrobial photodynamic therapy, whereas expression of gtfB seems to have been less influenced by therapy. No change in the expression of gbpB a function of antimicrobial photodynamic therapy was observed. Therefore, further studies are needed to evaluate the action of antimicrobial photodynamic therapy in conditions more like those found in the clinical environment and to encourage understanding of their effects on the expression of important virulence of S. mutans genes.