Efeitos da terapia fotodinâmica mediada por curcumina livre e associada a nanopartículas de ferro sobre Candida spp. e biofilmes de estomatite protética / Effects of curcumin-mediated photodynamic therapy, alone and combined with Iron nanoparticles, on Candida spp. and prosthetic stomatitis biofilms

A estomatite protética é uma doença oral que resulta em processo inflamatório crônico da mucosa de suporte de uma prótese dentária, frequentemente associada à infecção por Candida. O tratamento da estomatite protética é dificultado pelo desenvolvimento de resistência das cepas de Candida aos fármacos antifúngicos. Neste cenário, este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da terapia fotodinâmica antimicrobiana (TFDa) mediada por curcumina livre (CUR) e nanopartículas de ferro revestidas de curcumina (NpFeCUR) sobre Candida spp. Para isso, o estudo foi dividido em 2 etapas. Na etapa 1, os efeitos da TFDa mediada por NpFeCUR foi estudado sobre células planctônicas e biofilmes monoespécie da cepa de C. albicans SC5314. Após o tratamento com TFDa, as células viáveis foram quantificadas por contagem de Unidades Formadoras de Colônias (UFC). Os resultados dessa etapa demonstraram que a TFDa mediada por NpFeCUR não foi capaz de reduzir a viabilidade fúngica em culturas planctônicas e em biofilmes. Na etapa 2, foi avaliado o efeito da TFDa mediada por CUR sobre biofilmes formados a partir de amostras clínicas de estomatite protética. Essas amostras foram coletadas de 5 pacientes com estomatite protética e analisadas quanto à presença de Candida spp. pelo método de Gram e semeadura em Chromagar Candida. As espécies de Candida foram identificadas por meio de espectrometria de massa (MALDI-TOF). A seguir, a TFDa foi testada sobre biofilmes monoespécies das espécies de Candida isoladas e sobre os biofilmes microcosmos. Após a TFDa, as células viáveis foram determinadas pela contagem de UFC em meios de cultura não seletivo e seletivos para leveduras, estreptococos, estafilococos e estreptococos do grupo mutans. Nos resultados da etapa 2, foi encontrada a presença de Candida nas amostras clínicas de 3 pacientes (P1, P2 e P3). Nas amostras P1 e P3, foi identificada a espécie C. dubliniensis, já na amostra P2 foi encontrada C. albicans. Os biofilmes monoespécies dessas cepas apresentaram redução em torno de 3,0 log10 UFC após o tratamento com TFDa. Para os biofilmes microcosmos, a redução do número de UFC causada pela TFDa variou entre as amostras dos pacientes e os meios de cultura, sendo capaz de inibir o crescimento de microrganismos totais, leveduras, estreptococos, estreptococos do grupo mutans e estafilococos. Conclui-se que a TFDa mediada por NpFeCUR não apresentou atividade antifúngica contra C. albicans. Já a TFDa mediada por CUR foi eficaz na redução das espécies de Candida e biofilmes provenientes de lesões de estomatite protética.(AU)

Prosthetic stomatitis is an oral disease that results in a chronic inflammatory process of the supporting mucosa of a dental prosthesis, often associated with Candida infection. The treatment of prosthetic stomatitis is complicated by the development of resistance in Candida strains to antifungal drugs. In this scenario, this study aimed to evaluate the effect of antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) mediated by free curcumin (CUR) and curcumin-coated iron nanoparticles (FeCUR NPs) on Candida spp. For this purpose, the study was divided into 2 stages. In stage 1, the effects of aPDT mediated by FeCUR NPs were studied on planktonic cells and monospecies biofilms of the C. albicans SC5314 strain. After aPDT treatment, viable cells were quantified by Colony-Forming Units (CFU) counting. The results of this stage demonstrated that aPDT mediated by FeCUR NPs was unable to reduce fungal viability in planktonic cultures and biofilms. In stage 2, the effect of aPDT mediated by CUR on biofilms formed from clinical samples of prosthetic stomatitis was evaluated. These samples were collected from 5 patients with prosthetic stomatitis and analyzed for the presence of Candida spp. by Gram staining and seeding on Chromagar Candida. Candida species were identified using mass spectrometry (MALDI-TOF). Subsequently, aPDT was tested on monospecies biofilms of the isolated Candida species and on microcosm biofilms. After aPDT, viable cells were determined by CFU counting on non-selective and selective culture media for yeasts, streptococci, staphylococci, and mutans group streptococci. In the results of stage 2, Candida was found in clinical samples from 3 patients (P1, P2, and P3). In P1 and P3 samples, C. dubliniensis was identified, while C. albicans was found in the P2 sample. Monospecies biofilms of these strains showed a reduction of around 3.0 log10 CFU after aPDT treatment. For microcosm biofilms, the reduction in CFU caused by aPDT varied between patient samples and culture media, being able to inhibit the growth of total microorganisms, yeasts, streptococci, mutans group streptococci, and staphylococci. It is concluded that aPDT mediated by FeCUR NPs did not exhibit antifungal activity against C. albicans. On the other hand, aPDT mediated by CUR was effective in reducing Candida species and biofilms from prosthetic stomatitis lesions.(AU)

Ação antifúngica e potencial antibiofilme de diferentes terapias alternativas frente a leveduras do gênero candida / Antifungal action and antibiofilm potential of different alternative therapies against yeasts of the genus candida

As candidoses usualmente são tratadas com antifúngicos. No entanto, o efeito desses fármacos é usualmente comprometido pela resistência microbiana e pelos efeitos adversos ocasionados. Nesse sentido, o aumento da prevalência e a complexidade de microrganismos multirresistentes a antimicrobianos têm incitado a busca por terapias complementares e alternativas capazes de atuar efetivamente frente à resistência emergente aos medicamentos. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi avaliar comparativamente a ação antimicrobiana e o potencial antibiofilme, in vitro, entre a terapia fotodinâmica antimirobiana (TFDA) com azul de metileno, a fitoterapia, utilizando o extrato hidroetanólico de Spondias mombin L (EHSM), e o probiótico Lactobacillus rhamnosus (PLR) no controle de leveduras do gênero Candida, sendo elas: Candida albicans, Candida tropicalis e Candida parapsilosis. Trata-se de um estudo experimental, in vitro, analítico e quantitativo, em que foram investigadas, em triplicata, a atividade inibidora do crescimento microbiano e a atividade antibiofilme das seguintes terapias alternativas: TFDA, EHSM e PLR, utilizando como controle positivo a Nistatina 100.000UI/mL. Quanto à análise estatística, além da interpretação descritiva, foi aplicado o teste Two-Way ANOVA e o Teste de Tukey. Dessa forma, observou-se que todas as terapias testadas exibiram atividades antifúngica e antibiofilme. Todavia, quando comparadas tais atividades entre elas e ainda com a Nistatina, verificou-se que: a TFDA apresentou a maior atividade inibitória de crescimento microbiano (p<0,05), semelhante a Nistatina, seguida pelo EHSM, exibindo o PLR a menor atividade antifúngica e a TFDA juntamente com o EHSM representaram as terapias com maior atividade antibiofilme (p<0,0001), atuando ambas de forma semelhante a Nistatina. Nesse sentido, foi possível concluir que todas as terapias estudadas possuem atividades antifúngica e antibiofilme frente às cepas do gênero Candida testadas, com destaque para a atividade inibidora de crescimento microbiano da TFDA e a atividade antibiofilme da TFDA e do EHSM, sendo tais atividades semelhantes às atividades da Nistatina (AU).

Candidoses are usually treated with antifungals. However, the effect of these drugs is usually compromised by microbial resistance and adverse effects. In this sense, the increase in the prevalence and complexity of multidrug-resistant microorganisms to antimicrobials have incited the search for complementary and alternative therapies capable of acting effectively against the emerging resistance to medicines. Therefore, the objective of this study was to comparatively evaluate the antimicrobial action and antibiofilm potential, in vitro, between antimyrobial photodynamic therapy (PDT) with methylene blue, phytotherapy, using hydroethanolic extract of Spondias mombin L (EHSM)and the probiotic Lactobacillus rhamnosus (PLR) in the control of yeasts of the genus Candida: Candida albicans, Candida tropicalis and Candida parapsilosis. This is an experimental, in vitro, analytical and quantitative study in which the inhibitory activity of microbial growth and antibiofilm activity of the following alternative therapies were investigated in triplicate: TFDA, EHSM and PLR, using 100.000UI/mL as positive control. Regarding the statistical analysis, in addition to the descriptive interpretation, the Two-Way ANOVA test and the Tukey test were applied. Thus, it was observed that all therapies tested exhibited antifungal and antibiofilm activities. However, when comparing these activities between them and still with Nystatin, it was found that: TFDA showed the highest inhibitory activity of microbial growth (p <0.05), similar to Nystatin, followed by the EHSM, exhibiting the PLR the lowest antifungal activity and the TFDA together with the EHSM represented the therapies with higher antibiofilm activity (p <0.0001), acting both similarly to Nystatin. In this sense, it was possible to conclude that all the therapies studied have antifungal and antibiofilm activities against the strains of the genus Candida tested, especially the inhibitory activity of microbial growth of TFDA and the antibiofilm activity of TFDA and EHSM, similar to the activities of Nistatina (AU).

Fibra de carbono ativada: avaliação das interações biológicas in vitro / Activated carbon fiber: evaluation of biological interactions in vitro

Devido a constante necessidade de desenvolver materiais biocompatíveis com propriedades osteocondutores e osteoindutoras, a presente tese conta com o desenvolvimento de dois estudos in vitro com fibra de carbono obtida a partir de fibra PAN têxtil, incorporada com diferentes íons de metais, na osteogênese com vistas à compreensão das necessidades da engenharia tecidual no desenvolvimento desse biomaterial com adequadas propriedades biológicas. As células foram obtidas dos fêmures de 09 ratos machos adultos (Wistar) pesando 300g, com 90 dias.Estudo 1: A partir da preparação da fibras foram obtidos corpos de prova de 4 mm de diâmetro e 2 mm de altura, dos seguintes grupos: fibra de carbono não ativada (FCNA), fibra carbono ativada (FCA) e fibra carbono ativada com prata (FCAAg). Após plaqueamento (n=5) em meio suplementado (MTS) e meio suplementado osteogênico (MTSO) foram analisados: viabilidade celular, conteúdo de proteína total (PT), atividade de fosfatase alcalina (ALP), interaçãocelular e formação de nódulos de mineralização. Foi avaliada a formação de biofilme nos corpos de prova, utilizando cepas de S. aureus, P. aeruginosa e E. coli. Na viabilidade celular, houve diferença estatística entre grupo controle celular (C) e FCA-MTS, FCAAg-MTS e FCAAg-MTSO. Em PT, não houvediferença, na ALP houve diferença entre C-MTS e as fibras, C-MTSO se mostrou semelhante. Em nódulos, houve diferença entre C-MTS e C-MTSO e as fibras do MTSO. Houve redução de formação de biofilme do S. aureus na FCAAg.Estudo 2: Foram obtidos corpos de prova da mesma dimensão do estudo 1 (n=5) dos seguintes grupos: fibra carbono ativada com prata (FCAAg), fibra carbono ativada com ouro (FCAAu), fibra carbono ativada com cobre (FCACu), fibra carbono ativada com paládio (FCAPd) e fibra carbono ativada com platina (FCAPt). Foram quantificadas a proliferação celular, viabilidade celular, formação de nódulos de mineralização, conteúdo de PT e ALP. Todas as amostras mostraram-se semelhantes quanto a proliferação celular, com exceção do grupo FCAAg comparado ao grupo controle (C). Sobre viabilidade celular, C obteve maior viabilidade que os outros grupos, e FCA obteve maior taxa que os grupos FCAAg, FCACu, FCAPt, sendo semelhante aos grupos FCAAu e FCAPd. Já os grupos FCAAu e FCAPd apresentaram diferença aos grupos FCAAg e FCACu. Na análise de expressão de PT apenas houve diferença entre FCA e FCAAu, sendo FCAAu com menor expressão de produção de PT. Na avaliação da ALP os grupos FCAAg e FACu mostraram diferença estatística e inferior com os grupos C, FCAAu, FCAPd e FCAPt, além disso, o grupo FCA mostrou menor taxa que C.Conclusões: As fibras utilizadas de base para a incorporação dos íons demonstraram grande potencial para uso como scaffold para reparação óssea, isso porque em ambos os estudos, na forma ativada e não ativada, as fibras apresentaram viabilidade celular e quantificação de cálcio satisfatórias. Sendo a versão não ativada mais econômica no que diz respeito ao tempo e custo de preparação. Mais estudos devem ser empregados a fim de assegurar sua segurança clínica em relação à citotoxicidade da incorporação de íons de ouro e paládio.(AU)

Due to the constant need to develop biocompatible materials with osteoconductive and osteoinductive properties, this thesis involves the development of two in vitro studies with carbon fiber obtained from textile PAN fiber, incorporated with different metal ions, in osteogenesis with a view to understanding the needs of tissue engineering in the development of this biomaterial with adequate biological properties. The cells were obtained from the femurs of 9 adult male rats (Wistar) weighing 300g, aged 90 days. Study 1: From the fiber preparation, specimens measuring 4 mm in diameter and 2 mm in height were obtained from the following groups: non-activated carbon fiber (FCNA), activated carbon fiber (FCA) and silver-activated carbon fiber (FCAAg). After plating (n=5) in supplemented medium (MTS) and supplemented osteogenic medium (MTSO), cell viability, total protein content (PT), alkaline phosphatase (ALP) activity, cell interaction and formation of mineralization nodules were analyzed. . Biofilm formation was evaluated in the specimens, using strains of S. aureus, P. aeruginosa and E. coli. In cell viability, there was a statistical difference between the cell control group (C) and FCAMTS, FCAAg-MTS and FCAAg-MTSO. In PT, there was no difference, in ALP there was a difference between C-MTS and fibers, C-MTSO was similar. In nodules, there was a difference between C-MTS and C-MTSO and MTSO fibers. There was a reduction in S. aureus biofilm formation on FCAAg. Study 2: Specimens of the same size as in study 1 (n=5) were obtained from the following groups: carbon fiber activated with silver (FCAAg), carbon fiber activated with gold (FCAAu), carbon fiber activated with copper (FCACu), palladium-activated carbon fiber (FCAPd) and platinum-activated carbon fiber (FCAPt). Cell proliferation, cell viability, formation of mineralization nodules, PT and ALP content were quantified. All samples were similar in terms of cell proliferation, with the exception of the FCAAg group compared to the control group (C). Regarding cell viability, C obtained higher viability than the other groups, and FCA obtained a higher rate than the FCAAg, FCACu, FCAPt groups, being similar to the FCAAu and FCAPd groups. The FCAAu and FCAPd groups showed differences to the FCAAg and FCACu groups. In the analysis of PT expression, there was only a difference between FCA and FCAAu, with FCAAu having lower expression of PT production. In the ALP assessment, the FCAAg and FACu groups showed a lower statistical difference compared to the C, FCAAu, FCAPd and FCAPt groups, in addition, the FCA group showed a lower rate than C. Conclusions: The fibers used as the basis for the incorporation of ions demonstrated great potential for use as a scaffold for bone repair, because in both studies, in activated and non-activated form, the fibers showed satisfactory cell viability and calcium quantification. The non-activated version is moreeconomical in terms of preparation time and cost. More studies must be carried out to ensure its clinical safety in relation to the cytotoxicity of the incorporation of gold and palladium ions. (AU)

Mango peel as a potential enzyme inducer in Trichoderma harzianum: a strategy for cariogenic biofilm degradation and reuse of industrial waste

Water-insoluble exopolysaccharides (I-EPS) are a virulence factor for dental biofilms. It has already been demonstrated that mango pulp induces the secretion of glucan-hydrolytic enzymes in the fungus Trichoderma harzianum, and that they have an effect on I-EPS from young biofilms. Aim: Evaluate the effect of mango peel as an enzyme inducer in T. harzianum, and the effect of enzymes secreted on mature biofilms. Methods: Fractions of the peel (PL) and ethanol-precipitated pulp (PP) of Tommy Atkins mangoes were sterilized and added to a culture medium containing T. harzianum for induction of hydrolytic enzymes. After 192 h, the culture medium was centrifuged and the supernatant (enzyme extract) was used as treatment on S. mutans biofilms (n=9): a) NaCl 0.9 %; b) 0.12 % chlorhexidine digluconate; and c) extract of enzymes induced by PL or PP. Acidogenicity, bacterial viability, quantification of insoluble polysaccharides, and three-dimensional analysis of the biofilm by scanning electron microscopy (SEM) was performed. Data were analyzed by ANOVA followed by the Tukey test (α=5 %). Results: The hydrolytic enzymes did not alter the metabolism or bacterial viability of the biofilm (p<0.05). Although the images obtained by SEM suggest some degree of matrix degradation, the quantification of I-EPS for the PL and PP groups did not differ from the control group (p>0.05), suggesting a slight effect on the disorganization of the mature S. mutans biofilm. Conclusion: The results suggest that mango peel fraction can induce secretion of mutanase by T. harzianum, however in an insufficient amount to generate significant degradation on cariogenic biofilm.

Establishment of a saliva donor selection for in vitro biofilm growth / Seleção de doadores de saliva para crescimento de biofilme in vitro

Introdução: O emprego de biofilmes polimicrobianos, utilizando a saliva como inóculo, é um modelo promissor para o estudo de biofilmes cariogênicos in vitro. Entretanto, ainda não existe uma padronização para seleção de doadores de saliva. Objetivo: O objetivo deste estudo foi estabelecer uma metodologia para seleção de doadores de saliva utilizando fatores salivares microbianos e características in vitro do biofilme. Material e método: Para doação de saliva foram selecionados vinte voluntários. Os voluntários permaneceram 24 horas sem escovar os dentes e ficaram em jejum por 2 horas antes da coleta da saliva. Foram avaliados os seguintes parâmetros: viabilidade das bactérias anaeróbias totais e mutans streptococci; concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM) da clorexidina; capacidade de formação de biofilme por meio da biomassa; e a suscetibilidade dos biofilmes à clorexidina. Resultado: A viabilidade bacteriana da saliva, a capacidade de formação de biofilme e a suscetibilidade do biofilme à clorexidina foram apresentadas como média e intervalo de confiança (95%). A diferença entre a viabilidade do biofilme (mutans streptococci e bactérias totais) após tratamento com NaCl 0,9% e diacetato de clorexidina 0,2% foi comparada pelo teste t de Student com nível de significância estabelecido em 5%. A viabilidade total de bactérias anaeróbias (mediana) foi de 7,28 log 1+UFC/mL (unidades formadoras de colônia/mL). A viabilidade dos mutans streptococci na saliva apresentou mediana de 5,47 log 1+UFC/mL. Para capacidade de formação de biofilme a mediana da biomassa foi de 0,1172 A570. Conclusão: O tratamento com clorexidina reduziu significativamente os mutans streptococci e a viabilidade total das bactérias. A metodologia para seleção do doador de saliva foi estabelecida com sucesso.

Introduction: The utilization of polymicrobial biofilms, with saliva as an inoculum, represents a promising model for in vitro studies on cariogenic biofilms. However, there is still no standardization for selecting saliva donors. Objective: The aim of this study is to establish a methodology for the selection of saliva donors using microbial salivary factors and in vitro biofilm characteristics. Material and method: For saliva donation, twenty volunteers were selected. Volunteers remained 24 h without brushing their teeth and fasted for 2 h before saliva collection. The following parameters were evaluated: total anaerobic bacteria and mutans streptococci viability; minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericide concentration (MBC) of chlorhexidine; biofilm forming capacity by biomass assessment; and the susceptibility of biofilms to chlorhexidine. Result: Saliva bacterial viability, biofilm forming capacity and biofilm susceptibility to chlorhexidine were presented as mean and confidence interval (95%). The difference between biofilm (mutans streptococci and Total bacteria) viability after treatment with NaCl 0.9% and 0.2% chlorhexidine diacetate was compared using the Student t-test with a significance level established at 5%. Total anaerobic bacteria viability (median) was 7.28 log 1+CFU/mL (colony forming units/ mL). Mutans streptococci viability in the saliva showed a median of 5.47 log 1+CFU/mL. Biofilm forming capacity showed that biomass had a median of 0.1172 A570. Conclusion: Treatment with chlorhexidine significantly reduced mutans streptococci and total bacteria viability. The methodology for the selection of the saliva donor was successfully established.

Nicotine is a potent extracellular polysaccharide inducer in Fusobacterium nucleatum biofilms

The purpose of this in vitro study was to analyze the influence of nicotine on the extracellular polysaccharides in Fusobacterium nucleatum biofilm. Methods: F. nucleatum (ATCC 10953) biofilms supplemented with different concentrations of nicotine (0, 0.5, 1, 2, 4, and 8 mg/mL) were grown in two different BHI broth conditions [no sucrose and 1% sucrose]. Extracellular polysaccharides assay, pH measurements, and a spectrophotometric assay were performed. Data were submitted for ANOVA and Tukey honestly significant difference analyses (HSD) tests (α =.05). Results: Extracellular polysaccharides synthesis was influenced by an interaction between nicotine concentrations and growth medium solution containing sucrose (P<.05). The pH values declined in the sucrose-exposed biofilm were greater than in the group exposed only to nicotine (P<.05). The biofilm exposed to sucrose and nicotine had a higher total biofilm growth (P<.05) than the nicotine-treated biofilm without sucrose. Conclusions: Regardless of sucrose exposure, biofilms exposed to different nicotine concentrations influenced the amount of extracellular polysaccharides

Antibacterial Efficacy of Silver Diamine Fluoride Compared to Casein Phosphopeptide-Amorphous Calcium Phosphate Against Streptococcus mutans in a Biofilm Caries Model

ABSTRACT Objective: To compare the antibacterial efficacy of silver diamine fluoride (SDF) with a product containing casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate (CPP-ACP) against Streptococcus mutans using a biofilm caries model. Material and Methods: Twenty-seven saliva-coated dentine blocks obtained from extracted human teeth were inoculated with Streptococcus mutans monospecies biofilm in this in vitro study. The biofilms were then exposed to 10% sucrose in brain heart infusion broth eight times daily for seven days. After the biofilm growth period, the dentine blocks (n=9 per group) were treated with one of the following substances: 1) sterile saline (control), 2) 38% SDF, and 3) a product containing CPP-ACP. Then, the samples were incubated at 37ºC for 48 hours, and the numbers of viable microorganisms in the biofilms were counted and compared. ANOVA and Tukey's HSD tests were used to analyze the data (p<0.05). Results: The number of viable bacteria, as determined by the number of colony-forming units (CFU mL-1) of Streptococcus mutans, was significantly reduced following treatment with SDF and the CPP-ACP product (p<0.05). However, SDF showed superior antibacterial activity compared to the CPP-ACP product (mean CFU mL-1 =zero compared to 96 x106) (p<0.05). Conclusion: SDF has higher antibacterial activity against cariogenic Streptococcus mutans biofilm than the CPP-ACP product. The CPP-ACP product showed antibacterial activity, but it was limited.

Analysis of biofilm formation by Candida albicans in different types of orthodontic fixed appliances and devices / Análise da formação de biofilme por Candida albicans em diferentes tipos de aparelhos e dispositivos ortodônticos fixos

Objective: in this study, biofilm formation by Candida albicans in fixed orthodontic appliances was evaluated. Material and Methods: a total of 300 conventional metal brackets (MC), ceramic (CB), self-ligation (SLB), nickel-titanium (NiTi), and nickel-chromium (NiCr) wires, and ligatures types were organized into thirty groups (n=10). To induce biofilm formation, brackets, wires, and ligatures were joined, sterilized, placed in 24-well plates, contaminated with standardized suspensions of C. albicans (107 cells/mL), and incubated at 37 °C for 48 h with shaking. The biofilms formed were detached using an ultrasonic homogenizer, and suspensions were serially diluted and plated on Sabouraud dextrose agar to determine colony-forming units per mL. Scanning electron microscopy was performed before and after the biofilm formation. Results: lower amount of biofilm formation was observed in the MC group than in the CB and SLB groups (p<0.0001). SLB and CB showed similar biofilm formation rates (p=0.855). In general, the cross-sectional wires .018"x.025" showed higher biofilm formation when associated with the three types of brackets. When brackets, wires, and ligatures were associated, the sets with NiCr wires and SSL ligatures with MC brackets (p=0.0008) and CB (p=0.0003) showed higher biofilm formation. Conclusion: thus, brackets of MC with NiTi and NiCr wires showed lower biofilm formation, regardless of the ligature and cross-sectional or gauge of the wire and, MC and CB brackets with NiCr wires and SSL ligatures were more likely to accumulate biofilms (AU)

Objetivo: neste estudo, a formação de biofilme por Candida albicans em aparelhos ortodônticos fixos foi avaliada. Material e Métodos: um total de 300 bráquetes metálicos convencionais (MC), cerâmicos (CB), autoligados (SLB), com fios de níquel-titânio (NiTi) e níquel-cromo (NiCr) e tipos de ligaduras foram organizados em trinta grupos (n=10). Bráquetes, fios e ligaduras foram unidos, esterilizados, colocados em placas de 24 poços, contaminados com suspensões padronizadas de C. albicans (107 células/mL) e incubados a 37°C por 48 h para a formação de biofilmes. Os biofilmes formados foram rompidos por meio de um homogeneizador ultrassônico e suspensões foram diluídas e semeadas em ágar Sabouraud-dextrose para determinar as unidades formadoras de colônias por mL. A microscopia eletrônica de varredura foi realizada antes e após a formação do biofilme. Resultados: foi observada menor formação de biofilme no grupo MC em comparação aos grupos CB e SLB (p<0,0001). A formação de biofilme foi semelhante nos grupos SLB e CB (p=0,855). Em geral, os fios de seção transversal .018"x.025" apresentaram maior formação de biofilme quando associados aos três tipos de bráquetes. Os conjuntos com fios de NiCr e ligaduras SSL com bráquetes MC (p=0,0008) e CB (p=0,0003) apresentaram maior formação de biofilme. Conclusão: bráquetes MC com fios de NiTi e NiCr apresentaram menor formação de biofilme, independente da ligadura e secção transversal ou bitola do fio e, braquetes MC e CB com fios de NiCr e ligaduras SSL foram mais propensos a acumular biofilmes.(AU)

Ação antimicrobiana e antibiofilme dos extratos combinados de canela e própolis sobre cepas clínicas de Acinetobacter baumannii e Pseudomonas aeruginosa multirresistentes / Antimicrobial and antibiofilm action of combined extracts of cinnamon and propolis on multiresistant clinical strains of Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa

Os microrganismos resistentes a diferentes classes de agentes antimicrobianos têm se tornado cada vez mais comuns e atualmente são denominados como multirresistentes. Nos hospitais, tais microrganismos apresentam maior perigo, pois são causadores de infecções nosocomiais e a higienização bucal deficiente dos pacientes internados pode tornar a cavidade bucal um sítio para proliferação desses microrganismos multirresistentes. Diante do exposto, novos compostos com ação antimicrobiana precisam ser estudados. O objetivo deste estudo foi avaliar quimicamente o extrato hidroalcóolico de própolis verde de Baccharis dracunculifolia e de Cinnamomum verum (canela) que foram obtidos a partir da extração da matériaprima, analisar a atividade antimicrobiana e antibiofilme dos extratos isolados e combinados contra quatro cepas clínicas multirresistentes de Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter baumannii e verificar a citotoxicidade dos produtos vegetais in vitro em linhagem celular de queratinócitos humanos (HaCat). Para tanto, os extratos vegetais foram preparados a partir da matéria-prima da canela em casca e da própolis bruta. Em seguida, foram caracterizados quimicamente por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC-DAD) para identificação dos principais compostos e a análise do teor de sólidos solúveis dos extratos vegetais também foi realizada. Para avaliação antimicrobiana, foram performados o teste de microdiluição em caldo de acordo com a Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) e a análise de Checkerboard, para avaliar o efeito combinado dos extratos. A atividade antibiofilme dos extratos combinados foi realizada por meio do teste de MTT, no qual diferentes tempos de contato (5 e 30 min) e diferentes modalidades (inibição na formação do biofilme bacteriano e erradicação do biofilme bacteriano já formado) foram testadas. Para ação citotóxica, as células foram cultivadas em meio DMEM e semeadas na placa de 96 poços. Após aderência inicial, aplicou-se os extratos em diferentes concentrações baseadas nas análises microbiológicas para avaliação da viabilidade celular por meio do teste de MTT. Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey, ou Kruskal-Wallis e Dunn, considerando um nível de significância de 5%. Os compostos identificados no extrato de própolis verde de B. dracunculifolia foram ácido clorogênico, derivado do ácido cinâmico e apigenina. O aldeído cinâmico foi o principal composto identificado no extrato de C. verum. Os extratos vegetais apresentaram ação bactericida sobre todas as cepas analisadas e, quando combinados, os extratos atuaram de modo aditivo e algumas combinações sinérgicas foram encontradas. O protocolo de inibição da formação do biofilme promoveu percentuais de redução superiores quando comparado ao protocolo de erradicação. Valores expressivos de 83,86% (p < 0,05) de inibição da formação de biofilme de uma cepa clínica de A. baumannii e 89,31% (p < 0,05) de inibição em uma cepa clínica de P. aeruginosa foram encontrados com a aplicação dos extratos combinados. A atuação dos produtos vegetais foi estatisticamente semelhante a atuação da clorexidina 0,12%. Em conclusão, os extratos de própolis verde e canela na forma isolada ou combinada apresentaram ação antimicrobiana e antibiofilme sobre cepas clínicas de A. baumannii e P. aeruginosa multirresistentes. Dessa forma, os produtos vegetais são promissores agentes antissépticos para futuras formulações odontológicas. (AU)

Microorganisms resistant to different classes of antimicrobial agents have become increasingly common and are currently called multidrug resistant. In hospitals, such microorganisms are more dangerous, as they cause nosocomial infections and poor oral hygiene in hospitalized patients can make the oral cavity a site for the proliferation of these multiresistant microorganisms. Given the above, new compounds with antimicrobial action need to be studied. The objective of this study was to chemically evaluate the hydroalcoholic extract of green propolis from Baccharis dracunculifolia and Cinnamomum verum (cinnamon) that were obtained from the extraction of the raw material, to analyze the antimicrobial and antibiofilm activity of the isolated and combined extracts against four clinical strains multiresistant strains of Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii and verify the cytotoxicity of plant products in vitro in human keratinocyte cell lineage (HaCat). For this purpose, plant extracts were prepared from raw cinnamon bark and raw propolis. Then, they were chemically characterized by high performance liquid chromatography (HPLC-DAD) to identify the main compounds and the analysis of the soluble solids content of the plant extracts was also performed. For antimicrobial evaluation, the broth microdilution test according to the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) and the Checkerboard analysis were performed to evaluate the combined effect of the extracts. The antibiofilm activity of the combined extracts was performed using the MTT test, in which different contact times (5 and 30 min) and different modalities (inhibition of bacterial biofilm formation and eradication of already formed bacterial biofilms) were tested. For cytotoxic action, cells were cultured in DMEM medium and seeded in the 96-well plate. After initial adhesion, the extracts were applied at different concentrations based on microbiological analyzes to assess cell viability through the MTT test. Data were analyzed by ANOVA and Tukey's test, or Kruskal-Wallis and Dunn, considering a significance level of 5%. The compounds identified in the green propolis extract of B. dracunculifolia were chlorogenic acid, cinnamic acid derivative and apigenin. Cinnamic aldehyde was the main compound identified in the C. verum extract. The plant extracts showed bactericidal action on all strains analyzed and, when combined, the extracts acted additively and some synergistic combinations were found. The biofilm formation inhibition protocol promoted higher reduction percentages when compared to the eradication protocol. Significant values of 83.86% (p < 0.05) inhibition of biofilm formation in a clinical strain of A. baumannii and 89.31% (p < 0.05) inhibition in a clinical strain of P. aeruginosa were found with the application of the combined extracts. The performance of plant products was statistically similar to the performance of 0.12% chlorhexidine. In conclusion, extracts of green propolis and cinnamon, in isolated or combined form, showed antimicrobial and antibiofilm action on multiresistant clinical strains of A. baumannii and P. aeruginosa. Thus, plant products are promising antiseptic agents for future dental formulations. (AU)

Ação antimicrobiana de extratos de gengibre (Zingiber officinale) e quilaia (Quillaja saponaria) isolados e associados sobre Pseudomonas aeruginosa resistente a antibióticos / Antimicrobial action of isolated and associated extracts of ginger (Zingiber officinale) and quilaia (Quillaja saponaria) on antibiotic-resistant Pseudomonas aeruginosa

Extratos de plantas têm demonstrado diversos efeitos positivos para a saúde, incluindo ação antimicrobiana, no entanto, o uso clínico da fitoterapia ainda é discreto, de modo que mais estudos sobre os efeitos benéficos do sinergismo farmacológico de extratos poderiam contribuir para sua aplicação terapêutica. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos dos extratos glicólicos de gengibre (EG) e quilaia (EQ) isolados e em associação sobre 7 cepas clínicas de Pseudomonas aeruginosa e uma cepa padrão em forma planctônica e biofilmes monotípicos. Para a análise antimicrobiana sobre cultura planctônica foram feitos testes para determinação de Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Microbicida Mínima (CMM) (CLSI, M07-A9) dos extratos isolados, além do Índice de Concentração Inibitória Fracionada (ICIF) e do Índice de Concentração Microbicida Fracionada (ICMF) para os extratos combinados. A análise estatística foi feita com método ANOVA e teste de Tukey para dados com distribuição normal e Kruskall-Wallis com Teste de Comparação Múltipla de Dunn para dados sem distribuição normal (significância de 5%). Para cepa padrão foram determinadas CIM igual a 3,12 mg/mL e CMM igual a 6,25 mg/mL para ambos os extratos. Para cepas clínicas as CIM do EG foram 3,12 ou 6,25 mg/mL e de EQ 1,56 ou 3,12 mg/mL, enquanto os valores de CMM foram de 6,25 mg/mL para EG e de 1,56, 3,12 ou 6,25 mg/mL para EQ. Os resultados de ICIF indicaram 15 associações sinérgicas e 4 associações aditivas dos extratos contra a cepa padrão e, dentre cepas clínicas, foram obtidos 15 resultados aditivos. A partir dos resultados de ICMF foram identificadas 6 associações sinérgicas e 1 associação aditiva contra a cepa padrão, além de 8 associações com efeito aditivo contra cepas clínicas. A partir dos resultados de testes em culturas planctônicas foi avaliada a ação antibiofilme sobre as cepas em que foram observadas reduções de viabilidade de 36,7 e 34% para o EG (50 e 25 mg/mL) e 51,3 e 51,4% para EQ (25 e 12,5 mg/mL) contra cepa padrão. As reduções em cepas clínicas variaram de 43 a 73% com EG e de 36 a 79% para EQ. As associações dos extratos promoveram reduções de viabilidade de 8 a 35% contra 5 das 7 cepas clínicas. Conclui-se que os extratos glicólicos de gengibre e quilaia apresentam ação antimicrobiana de forma isolada e combinados com efeito aditivo sobre a forma planctônica de cepas clínicas resistentes de P. aeruginosa. De forma isolada, os extratos apresentaram importante ação preventiva na formação dos biofilmes dessas cepas, podendo ser considerados potenciais fitoterápicos com aplicações terapêuticas para o combate das infecções por P. aeruginosa. (AU)

Plant extracts have demonstrated several positive health effects, including antimicrobial action, however, the clinical use of phytotherapy is still discreet, so that more studies on the beneficial effects of pharmacological synergism of extracts could contribute to its therapeutic application. The aim of this study was to evaluate the effects of glycolic extracts of ginger (EG) and quilaia (EQ) alone and in combination on 7 clinical strains of Pseudomonas aeruginosa and a standard strain in planktonic form and monotypic biofilms. For the antimicrobial analysis on planktonic culture, tests were performed to determine the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Microbicidal Concentration (MMC) (CLSI, M07-A9) of the isolated extracts, in addition to the Fractional Inhibitory Concentration Index (FICI) and the Fractionated Microbicidal Concentration Index (FICM) for the combined extracts. Statistical analysis was performed using the ANOVA method and Tukey's test for data with normal distribution and Kruskall-Wallis with Dunn's Multiple Comparison Test for data without normal distribution (5% significance). For the standard strain, MIC were determined equal to 3.12 mg/mL and MMC equal to 6.25 mg/mL for both extracts. For clinical strains the MIC of EG were 3.12 or 6.25 mg/mL and 1.56 or 3.12 mg/mL of EQ, while the MMC values were 6.25 mg/mL for EG and 1.56, 3.12 or 6.25 mg/ml for EQ. The FICI results indicated 15 synergistic and 4 additive associations of the extracts against the standard strain and, among clinical strains, 15 additive results were obtained. From the FICM results, 6 synergistic and 1 additive association against the standard strain were identified, in addition to 8 associations with additive effect against clinical strains. Based on the results of tests on planktonic cultures, the antibiofilm action were evaluated on the strains in which viability reductions of 36 and 34% were observed for EG (50 and 25 mg/mL) and 51% were observed for EQ (25 and 12, 5 mg/mL) against the standard strain. Reductions in clinical strains ranged from 43 to 73% with EG and from 36 to 79% for EQ. Associations of extracts promoted viability reductions of 8 to 35% against 5 out of 7 clinical strains. It is concluded that the glycolic extracts of ginger and quilaia have antimicrobial action in isolation and combined with additive effect on the planktonic form of resistant clinical strains of P. aeruginosa. Isolated, the extracts showed an important preventive action in the formation of biofilms of these strains and may be considered potential herbal medicines with therapeutic applications to combat P. aeruginosa infections. (AU)

Antimicrobial efficacy of S-PRG containing toothpastes on S. mutans biofilm development / Eficácia antimicrobiana de dentifrícios contendo S-PRG sobre o desenvolvimento de biofilme de S. mutans

Objective: to investigate the antimicrobial effects of toothpastes containing bioactive surface pre-reacted glass particles (S-PRG) on S. mutans biofilms adherence, initial colonization and maturation. Material and Methods: a reference UA 159 and a clinical S. mutans (SM6) strain were used. Bovine enamel specimens were randomly allocated into the groups (n=5): toothpastes containing 0%; 1%; 5%; 20%; 30% S-PRG; positive control dentifrice (NaF+triclosan); and negative control (distilled water). For biofilm development, samples were placed in a 24-well plate containing artificial saliva (4h), followed by adding 1mL of artificial saliva, BHI broth and 225µL of S. mutans suspension. Treatments with toothpastes were applied previously or after 4h and 24h of biofilm formation. Samples were incubated for 48h at 37°C in 5%CO2 and biofilm was detached and seeded in Petri dishes for determining the number of viable cells. Data were analyzed by ANOVA and Tukey test (5%). Results: significantly lower microorganisms' adherence (p<0.05) was obtained for all S-PRG toothpastes, with similar results to NaF+triclosan for SM6 and 20 and 30%S-PRG groups exhibiting higher inhibition effect than the NaF+Triclosan for UA159. Antibacterial effect on the early-stage biofilm was also observed for the S-PRG groups, but was not superior to the NaF+Triclosan toothpaste. For the mature biofilm, the effective antimicrobial potential of S-PRG toothpastes was observed only for the SM6 clinical strain, but was not higher than the positive control. Conclusion: experimental S-PRG toothpastes were effective to inhibit S. mutans biofilm growth by exhibiting antimicrobial activity, being promising agents to prevent cariogenic biofilm development (AU)

Objetivo: investigar o efeito de dentifrícios contendo S-PRG sobre a colonização inicial e maturação de biofilmes de S. mutans. Material e Métodos: uma cepa de referência (UA 159) e uma cepa clínica de S. mutans (SM6) foram utilizadas. Espécimes de esmalte bovino foram alocados nos grupos (n=5): dentifrícios contendo 0%; 1%; 5%; 20% e 30%S-PRG; controle positivo (NaF+triclosan); e controle negativo (água destilada). Os espécimes foram inseridos em uma placa de 24 poços contendo saliva artificial (4h), seguido por adição de 1mL de saliva artificial, BHI, 225µL de suspensão de S. mutans e foram tratados com suspensões de dentifrícios antes ou depois de 4 e 24h da formação do biofilme. Os espécimes foram incubados por 48h e o biofilme foi removido dos espécimes e semeado em placas de Petri para contagem de UFC/mL. Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey (5%). Resultados: houve diminuição na adesão de microrganismos para os grupos tratados com S-PRG (p<0.05). Para SM6, os dentifrícios contendo S-PRG apresentaram resultados semelhantes ao NaF+triclosan e para a cepa UA159 o dentifrício com 30%S-PRG apresentou efeito superior. Efeito antimicrobiano no biofilme recém-formado (4h) foi observado para os grupos contendo S-PRG, mas não foi observado efeito superior ao NaF+Triclosan. Para o biofilme maduro, efeito antimicrobiano do S-PRG foi observado apenas para a cepa clínica, mas não superior ao efeito do NaF+Triclosan. Conclusão: dentifrícios contendo S-PRG foram eficazes na inibição do desenvolvimento de biofilmes de S. mutans, sendo promissores agentes para prevenir o desenvolvimento de biofilme cariogênico. (AU)

Streptococcus mutans and Streptococcus dentisani in dental biofilm of children with different caries status: a pilot study / Streptococcus dentisani e Streptococcus mutans no biofilme dental de crianças com diferentes estados de cárie: um estudo piloto

Objective:Streptococcus mutans is one of the etiological agents associated with caries due to its ability to metabolize carbohydrates and resist acidic environments. On the other hand, Streptococcus dentisani, shows characteristics associated with caries control due to its ability to inhibit growth of cariogenic bacteria. The aim of this work was to quantify the levels of Streptococcus mutans and Streptococcus dentisani from dental biofilm of children related to their caries situation. Material and Methods: After identification of morphologic characteristics of reference strains was performed, clinical isolates of biofilm compatible with these strains were selected and the Polymerase Chain Reaction technique was performed using species-specific primers. Biofilm samples from 25 children with caries and 21 without caries were collected to quantify the levels of S. mutans and S. dentisani. Results: There were statistically significant differences in the levels of S. mutans in the caries group and the levels increased as the severity of the carious lesion increased. By contrast, higher levels of S. dentisaniwere found in the caries-free group, although no statistically significant differences were found. In addition, the levels of S. dentisani decreased as the severity of the carious lesion increased. Conclusion: The increase in the frequency of S. dentisani in the caries-free group suggests the possibility of requiring minimum levels of this species in the dental biofilm to show an actual protective effect. It must also be considered that this effect might be related to intrinsic factors in children and the intraspecies genetic variability found in every individual. (AU)

Objetivo : Streptococcus mutans é um dos agentes etiológicos associados à cárie devido à sua habilidade de metabolizar carboidratos e resistir a ambientes ácidos. Já o Streptococcus dentisani , apresenta características associadas ao controle da cárie devido à sua capacidade de inibir o crescimento de bactérias cariogênicas. O objetivo deste trabalho foi quantificar os níveis de Streptococcus mutans e Streptococcus dentisani no biofilme dental de crianças em relação à situação de cárie destas. Material e Métodos: Após a identificação das características morfológicas das cepas de referência, foram selecionados do biofilme isolados clínicos compatíveis com essas cepas e realizada a técnica de Reação em Cadeia da Polimerase utilizando primers espécie-específicos. Amostras de biofilme de 25 crianças com cárie e 21 sem cárie foram coletadas para quantificar os níveis de S. mutans e S. dentisani. Resultados: Houve diferenças estatisticamente significativas nos níveis de S. mutans no grupo com cárie e os níveis aumentaram à medida que a gravidade da lesão cariosa aumentou. Por outro lado, foram encontrados níveis mais elevados de S. dentisani no grupo sem cáries, embora não tenham sido encontradas diferenças estatisticamente significativas. Além disso, os níveis de S. dentisani diminuíram à medida que a gravidade da lesão cariosa aumentava. Conclusão: O aumento da frequência de S. dentisani no grupo livre de cárie sugere a possibilidade de exigir níveis mínimos desta espécie no biofilme dental para mostrar um efeito protetor real. Deve-se considerar também que esse efeito pode estar relacionado a fatores intrínsecos nas crianças e à variabilidade genética intraespécie encontrada em cada indivíduo. (AU)

Effect of S. mutans biofilm on the hybrid ceramic-resin cement bond strength assessed by different methods

Aim: The purpose of this study was to investigate the biofilm effect on the hybrid ceramic-resin cement bond strength (BS) by comparing two methods. Methods: Teeth were distributed into groups (n=5), according to the resin cement (Maxcem Elite-(MC) or NX3 Nexus-(NX)) and degradation method (24h or 7 days in distilled water; 7 or 30 days incubated with biofilm and 30 days in sterile media). Treated surfaces of Vita Enamic blocks (5x6x7mm) were luted to treated or no treated dentin surfaces and light-cured. After 24h, beams were obtained (1x1x10mm) and stored accordingly. The flexural bond strength (FBS) was assessed by four-point bending test. Additional beams were obtained from new teeth (n=5), stored for 24h or 7 days in distilled water, and submitted to a microtensile bond strength (µTBS) assay. Failure modes were determined by scanning electron microscopy (100X). The flexure strength of the cements (n=10) was assessed by a four-point bending test. Data were analyzed by 1 and 2-ways ANOVA, and Tukey's test (α=0.05). Results: There was no significant difference between the degradation methods for the FBS groups. For the µTBS, the significant difference was as follows: NX 7days > NX 24h > MC 7days = MC 24h. Failure mode was mainly adhesive and mixed, but with an increase of cohesive within cement and pre-failures for the MC groups assessed by µTBS. NX had better performance than MC, regardless of the method. Conclusions: The biofilm had no effect on the materials BS and FBS test was a useful method to evaluate BS of materials with poor performance

Demystifying interactions between micro organisms in oral candidiasis biofilm: the key to enhancing treatments

Introduction: candida albicans is a fungal pathogen that can provoke diseases ranging from oral infections to life-threatening systemic disorders. It is now recognized that oral bacteria, such as the genus Streptococcus, establish synergistic relationships with C. albicans, which could potentially increase the fungi's virulence and pathogenicity. Objective: this narrative review aimed to discuss the Candida-Streptococcus mechanisms of interactions and their contribution to increasing oral candidiasis severity. In addition, it provides a background of biofilm formation and potential therapeutical targets. Sources of Data: searches for papers in English were performed in the Pubmed database until May 2022. MeSH and free terms related to the field were used. In vitro studies were selected, tabulated, and qualitative and quantitative data were analyzed descriptively. Synthesis of Data: among the early colonizers bacteria, evidence pointed out that S. gordonnii and S. oralis have major implications in oral candidiasis, in which mixed biofilms increase the infection severity and challenge the host's defense. On the other hand, the outcomes of the interaction between C. albicans and S. mitis, S. sanguinis, or S. mutans remain little explored in the oral candidiasis scenario, albeit evidence pointed out an enhanced fungus population and virulence factors. Conclusion: overall, considering the polymicrobial profile of the infection and the potential to increase Candida-related disease severity, therapeutical strategies should also consider bacteria management.

Introdução: candida albicans é um patógeno fúngico que pode provocar doenças que variam de infecções orais a distúrbios sistêmicos com risco de vida. Hoje se reconhece que as bactérias orais, como o gênero Streptococcus, estabelecem relações sinérgicas com C. albicans, o que pode potencialmente aumentar a virulência e patogenicidade do fungo. Objetivo: esta revisão narrativa teve como objetivo discutir os mecanismos de interação Candida-Streptococcus e sua contribuição para o agravamento da candidíase oral. Além disso, fornece uma breve explanação sobre a formação do biofilme e potenciais alvos terapêuticos. Fonte dos dados: foi realizada pesquisa na base de dados Pubmed para a busca de artigos publicados em Inglês até maio de 2022. Para isso, foram utilizados descritores relacionados ao tema. Estudos in vitro foram selecionados, tabulados e seus resultados quantitativos e qualitativos analisados descritivamente. Síntese dos dados: entre as bactérias denominadas colonizadores iniciais, evidências apontam que S. gordonnii e S. oralis têm implicações importantes na candidíase oral, na qual biofilmes mistos aumentam a gravidade da infecção e desafiam a defesa do hospedeiro. Por outro lado, os desfechos das interações entre C. albicans e S. mitis, S. sanguinis ou S. mutans permanecem pouco explorados no cenário da candidíase oral, apesar de evidências apontarem um aumento dapopulação fúngica e de fatores de virulência. Conclusão: de maneira geral, considerando o perfil polimicrobiano da infecção e o potencial agravamento das doenças provocadas por Candida spp, as estratégias terapêuticas não devem estar focadas apenas no fungo, mas também devem considerar o manejo da bactéria.

Efeitos sinérgicos antimicrobianos da combinação dos óleos essenciais de gerânio e lemongrass sobre Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus e Candida spp / Synergistic antimicrobial effect of geranium and lemongrass essential oils against Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus and Candida spp

Com a crescente resistência antibacteriana e fúngica, é evidente a necessidade de desenvolvimento de novos agentes antimicrobianos contra microrganismos de interesse médico-odontológico capazes de provocar infecções graves. Os óleos essenciais (OEs) vêm ganhando notoriedade na comunidade científica por apresentarem diversos benefícios, como atividade antimicrobiana e anti-inflamatória. Desta forma, o objetivo deste estudo é avaliar a atividade antimicrobiana dos OEs de Pelargonium graveolens (gerânio) e Cymbopogon schoenanthus (lemongrass), de forma isolada e combinada, sobre cepas de Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus, Candida albicans, Candida dubliniensis e Candida krusei. Para isso, os valores da Concentração Microbicida Mínima (CMM) foram determinados pelo método de microdiluição em caldo preconizado pelo Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), norma M27-A2 (Candida spp.) e M7-A6 (S. mutans e S. aureus). Já os efeitos combinados dos OEs foram avaliados pela técnica checkerboard. Para a mensuração da atividade antibiofilme foi utilizado o ensaio colorimétrico de MTT, evidenciando a atividade metabólica dos microrganismos, após 5 min e 24 h de contato com os OEs. Os dados obtidos nos testes in vitro obtiveram distribuição normal e foram analisados estatisticamente pelo método ANOVA complementado pelo Teste de Tukey (5%). Os resultados obtidos demonstraram que os OEs testados apresentaram atividade antimicrobiana sobre todas as cepas com valores de CMM variando entre 16 e 0,03%, sendo as cepas fúngicas as mais sensíveis ao tratamento. Quando combinados, os OEs apresentaram efeito aditivo ou sinérgico contra S. aureus. Em relação aos biofilmes monotípicos, ambos os OEs reduziram significativamente a formação de biofilme. Em geral, o tratamento por 24 h apresentou maior eficácia do que o tratamento de 5 min para a maioria dos microrganismos. Quando os OEs foram testados de forma combinada, estes promoveram redução do biofilme de S. aureus de até 27,3% no tratamento de 5 min e de até 93,3% no tratamento de 24 h. Concluiu-se que os OEs de gerânio e lemongrass apresentaram atividade antimicrobiana e antifúngica em cultura planctônica e em biofilmes monotípicos de S. aureus, S. mutans, C. albicans, C. dubliniensis e C. krusei apresentando potencial para serem utilizados para tratamento de infecções causadas por esses patógenos.

With the increasing antibacterial and fungal resistance, the development of new antimicrobial agents against microorganisms of medical and dental interest capable of causing severe infections are required. Essential oils (EOs) have been gaining notoriety in the scientific community for their therapeutic benefits, such as antimicrobial and anti-inflammatory activity. Thus, this study aimed to evaluate the antimicrobial activity of the EOs of Pelargonium graveolens (geranium) and Cymbopogon schoenanthus (lemongrass) in an isolated and combined form, against Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus, Candida albicans, Candida dubliniensis and Candida krusei. For this, Minimum Microbicidal Concentration (CMM) values were determined by broth microdilution method recommended by the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), standard M27-A2 (Candida spp.) and M7-A6 (S. mutans and S. aureus). The combined effects of the EOs were evaluated using the checkerboard technique. To measure the antibiofilm activity, the MTT colorimetric assay was performed, showing the metabolic activity of the microorganisms, after 5 min and 24 h of contact with the EO. The data obtained in the in vitro tests presented normal distribution and were analyzed statistically by ANOVA and complemented by the Tukey method (5%). CMM results varied between 16 and 0,03%, with fungal strains being the most susceptible. The combined treatment with EOs presented additive and synergistic effects against S. aureus. Concerning monotypic biofilms, both EOs significantly reduced biofilm formation. Overall, 24 h treatment presented better effectiveness than 5 min treatment for most microorganisms. When the EOs were tested in combination, they promoted the reduction of S. aureus biofilm by up to 27,3% in the 5 min treatment and 93,3% in the 24 h treatment. Hence, the tested agents showed antimicrobial and antifungal activity in planktonic culture and in monotypic biofilms of S. aureus, S. mutans, C. albicans, C. dubliniensis and C. krusei, Thus, EOs of geranium and lemongrass has potential as an alternative for the treatment of infectious diseases caused by these pathogens.

Efeitos antimicrobianos do óleo essencial de Lavandula dentata sobre cepas clínicas de Enterococcus faecalis e Enterococcus faecium / Antimicrobial effects of essential oil of Lavandula dentata on clinical strains of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium

O principal foco do tratamento endodôntico de sucesso, é a eliminação total de microrganismo, endotoxinas e biofilme bacteriano do sistema de canais radiculares. Quando há falha nesse processo, as bactérias de maior prevalência são Enterococcus spp. Desta forma, é evidente a necessidade de novas alternativas eficazes para erradicá-los dos canais radiculares. O uso de fitoterápicos antimicrobianos como os óleos essenciais (OEs) de plantas ganhou grande notoriedade na comunidade cientifica como uma alternativa muito satisfatória, além de efeitos antimicrobianos sobre diversas cepas bacterianas e fúngicas apresentam efeitos anti-inflamatório. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar in vitro os efeitos antimicrobianos do OE de Lavandula dentata sobre cepas clínicas e cepas padrão de Enterococcus faecalis e Enterococcus em culturas planctônicas e em biofilme monotípico. Para isso foi determinada a Concentração Bactericida Mínima (CBM) do óleo essencial de L. dentata pela técnica de microdiluição em placa de 96 poços em caldo BHI com semeadura, segundo Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), norma M7- A6 (E. faecalis e E. faecium). Para a análise da atividade antibiofilme dos microrganismos foram utilizados o teste colorimétrico de MTT nos períodos de 30 minutos e 24 horas de contato com o OE. Os dados obtidos nos testes in vitro apresentaram distribuição normal e foram analisados pelo teste ANOVA complementado pelo teste de Tukey (significância de 5%). Os resultados obtidos mostraram que o OE de L. dentata apresentou atividade antibacteriana e antibiofilme para todas as cepas testadas, com a CBM do óleo de L. dentata de 32%. Em relação a atividade antibiofilme do OE de L. dentata houve redução da carga bacteriana no período de 30 minutos e de 24 horas, este promoveu redução de até 79,25% no tratamento de 30 minutos e até 74,51% no tratamento de 24 horas. Concluiu-se que o óleo essencial de L. dentata apresentou atividade antibacteriana contra cepas clínicas resistente a antibióticos e cepas padrão de E. faecalis e E. faecium com concentração bactericida mínima de 32%, e atividade antibiofilme com tempo de ação de 30 minutos e 24 horas, com resultados semelhantes a clorexidina na maioria das cepas testadas (AU)

The main focus of successful endodontic treatment is the total elimination of microorganisms, endotoxins and bacterial biofilm from the root canal system. When this process fails, the most prevalent bacteria are Enterococcus spp. Thus, the need for new effective alternatives to eradicate them from root canals is evident. The use of antimicrobial phytotherapics such as essential oils (EOs) from plants has gained great notoriety in the scientific community as a very satisfactory alternative, in addition to antimicrobial effects on several bacterial and fungal strains that have anti-inflammatory effects. Thus, the objective of this work was to evaluate in vitro the antimicrobial effects of Lavandula dentata EO on clinical and standard strains of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium in planktonic cultures and in monotypic biofilm. For this, the Minimum Bactericidal Concentration (MBC) of the essential oil of L. dentata was determined by the microdilution technique in a 96-well plate in BHI broth with seeding, according to the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), M7-A6 (E. faecalis and E. faecium). For the analysis of the antibiofilm activity of the microorganisms, the MTT colorimetric test was used in the periods of 30 minutes and 24 hours of contact with the EO. The data obtained in the in vitro tests showed normal distribution and were analyzed by the ANOVA test complemented by the Tukey test (5% significance). The results obtained showed that the EO of L. dentata showed antibacterial and antibiofilm activity for all strains tested, with the CBM of L. dentata oil of 32%. Regarding the antibiofilm activity of the EO of L. dentata, there was a reduction in bacterial load in the period of 30 minutes and 24 hours, which promoted a reduction of up to 79.25% in the 30-minute treatment and up to 74.51% in the 24-hour treatment. hours. It was concluded that the essential oil of L. dentata showed antibacterial activity against antibiotic-resistant clinical strains and standard strains of E. faecalis and E. faecium with a minimum bactericidal concentration of 32%, and antibiofilm activity with an action time of 30 minutes and 24 hours, with results similar to chlorhexidine in most strains tested.K (AU)

Avaliação da eficácia das formulações lipossomal e desoxicolato de anfotericina B sobre espécies de Candida: estudo in vitro e in vivo em Galleria mellonella / Evaluation of the efficacy of liposomal and deoxycholate amphotericin B formulations on Candida species: in vitro and in vivo study in Galleria mellonella

Anfotericina B pertence a primeira classe (polienos) de medicamentos antifúngicos introduzidos no mercado. O amplo espectro de ação e a baixa taxa de resistência microbiana, definiram a anfotericina B como tratamento de escolha para as infecções graves por Candida spp. Porém, os efeitos colaterais causados pela sua toxicidade impulsionaram o desenvolvimento de novas formulações a base de lipídios. Assim, o objetivo desse estudo foi comparar os efeitos antifúngicos da formulação lipossomal da anfotericina B (AmB-L) com a formulação convencional de anfotericina B desoxicolato (AmB-D). Para isso a atividade antifúngica foi testada sobre diferentes espécies de Candida, incluindo Candida albicans (cepa clínica 70), Candida glabrata (cepa clínica 64), Candida tropicalis (cepa clínica 11) e Candida parapsilosis (cepa ATCC 90018), utilizando-se métodos de estudo in vitro e in vivo. Em estudo in vitro, foi determinada a concentração inibitória mínima (CIM) em células planctônicas por meio do método de microdiluição em caldo. A seguir, concentrações de 10x, 20x e 50x a CIM foram testadas sobre os biofilmes de Candida, verificando-se seus efeitos pela contagem de unidades formadoras de colônias (UFC). Para o estudo in vivo, foi utilizado o modelo invertebrado Galleria mellonella. Os animais foram infectados por Candida e tratados com as formulações de anfotericina B, então foram monitorados diariamente para determinação da curva de sobrevivência e índice de saúde. Os resultados dos testes in vitro demonstraram atividade antifúngica semelhante entre AmB-L e AmB-D em crescimento planctônico. Ambas as formulações apresentaram valores de CIM de 0,5 µg/mL para C. albicans e C. parapsilosis, e de 1 µg/mL para C. glabrata e C. tropicalis. Nos biofilmes, AmB-D apresentou maior atividade inibitória em relação à AmB-L, para todas as cepas de Candida estudadas. Nos testes in vivo, o tratamento com AmB-L ou AmB-D aumentou a sobrevida e índice de saúde das larvas infectadas por Candida, sendo observada maior eficácia da formulação AmB-D em relação à AmB-L. Portanto, concluiu-se que AmB-L e AmB-D apresentam a mesma efetividade sobre células planctônicas, mas AmB-D mostrou maior ação antifúngica sobre biofilmes e infecção experimental no modelo G. mellonella (AU)

Amphotericin B belongs to the first class (polyenes) of antifungal drugs introduced commercially. The broad spectrum of action and the low rate of microbial resistance have defined amphotericin B as the treatment of choice for serious infections by Candida spp. However, the side effects caused by toxicity stimulated the development of new formulations based on lipids. Thus, the aim of this study was to compare the antifungal effects of the liposomal amphotericin B formulation (AmB-L) with the conventional formulation deoxycholate amphotericin B (AmB-D). For this, the antifungal activity was tested on different Candida species, including Candida albicans (clinical strain 70), Candida glabrata (clinical strain 64), Candida tropicalis (clinical strain 11) and Candida parapsilosis (ATCC strain 90018), using in vitro and in vivo study methods. In in vitro tests, the minimum inhibitory concentration (MIC) was determined using the broth microdilution method. Next, concentrations of 10x, 20x and 50x the MIC were tested on Candida biofilms, verifying their effects by counting colonyforming units (CFU). For the in vivo study, the Galleria mellonella invertebrate model was used. The animals were infected with Candida and treated with amphotericin B formulations, then monitored daily to determine the survival curves and health index score. The results of in vitro tests demonstrated similar antifungal activity between AmB-L and AmB-D in planktonic cells. Both formulations showed MIC values of 0.5 µg/mL for C. albicans and C. parapsilosis, and 1 µg/mL for C. glabrata and C. tropicalis. In biofilms, AmB-D showed greater inhibitory activity in relation to AmB-L for all Candida strains studied. In in vivo tests, the treatment with AmB-L or AmB-D increased the survival and health index of larvae infected by Candida, with greater efficacy for the AmB-D formulation in relation to AmB-L. Therefore, it was concluded that AmB-L and AmB-D have the same effectiveness on planktonic cells, but AmB-D showed greater antifungal action on biofilms and experimental infection in the G. mellonella model (AU)

The impact of oral hygiene instruction on plaque control in orthodontic patients: a cross-sectional study / O impacto da instrução de higiene oral no controle da placa bacteriana em pacientes ortodônticos: um estudo transversal

Objective: Deficient dental plaque control is common in adolescents, mainly among those wearing orthodontic apparatus. This study aimed to compare plaque control and oral hygiene habits in adolescents with and without fixed orthodontic appliances. Additionally, it was investigated whether personalized oral hygiene instruction (OHI) could be a predictor for reducing dental plaque accumulation in orthodontic patients. Material and Methods: Sixty-nine patients, aged 12 to 20 years, were evaluated in a public organization which provides dental care. A questionnaire of oral hygiene habits was applied, and the number of natural teeth and number of teeth with visible biofilm were obtained during clinical examination. A comparative analysis of sociodemographic and clinical data was performed, splitting this population into two groups: those who used fixed orthodontic appliances (n=40) and those who did not (n=29). Results: There were no differences in oral hygiene habits among groups. The Poisson regression showed that adolescents with fixed appliances were 54% more likely to have dental plaque buildup compared to those who did not. Among individuals wearing orthodontic appliance, those who had not received personalized OHI before or during orthodontic treatment were 78% more likely to have a greater number of teeth with bacterial plaque compared to instructed ones. Conclusion: Especially among the adolescents wearing fixed orthodontic appliances, those who have not received personalized OHI were almost twice as likely to have a greater number of teeth with dental biofilm accumulation. Dentists and dental hygienists play a prominent role in motivating and improving the quality of individual oral hygiene (AU)

Objetivo: O controle deficiente da placa dental é comum em adolescentes, principalmente entre aqueles que usam aparelhos ortodônticos. Este estudo teve como objetivo comparar o controle da placa e os hábitos de higiene oral em adolescentes com e sem aparelhos ortodônticos fixos. Além disso, foi investigado se a instrução de higiene oral (IHO) personalizada poderia ser um preditor para reduzir o acúmulo de placa dental em pacientes ortodônticos. Material e métodos: Sessenta e nove pacientes, de 12 a 20 anos, foram avaliados em uma organização pública que presta atendimento odontológico. Foi aplicado um questionário sobre hábitos de higiene oral, e o número de dentes naturais e o número de dentes com biofilme visível foram obtidos durante o exame clínico. Foi realizada uma análise comparativa dos dados sociodemográficos e clínicos, dividindo essa população em dois grupos: aqueles que usavam aparelhos ortodônticos fixos (n = 40) e aqueles que não o usavam (n = 29). Resultados: Não houve diferenças nos hábitos de higiene oral entre os grupos. A regressão de Poisson mostrou que os adolescentes que tinham aparelhos fixos apresentaram 54% mais chance de ter mais acúmulo de placa dental comparados aos que não tinham. Entre os indivíduos que usavam aparelhos ortodônticos, aqueles que não receberam IHO personalizada antes ou durante o tratamento ortodôntico apresentaram 78% mais chance de ter maior número de dentes com placa bacteriana em comparação com os que a receberam. Conclusão: Especialmente entre os adolescentes que usavam aparelhos ortodônticos fixos, aqueles que não receberam IHO personalizada tiveram quase duas vezes mais chances de ter um número maior de dentes com acúmulo de biofilme dental. Dentistas e higienistas dentais desempenham um papel proeminente na motivação e na melhoria da qualidade da higiene oral do indivíduo. (AU)

Efeitos sinérgicos antimicrobianos da combinação dos extratos de sálvia e alcaçuz sobre cepas clínicas de Enterococcus faecalis e Enterococcus faecium / Synergistic antimicrobial effects of the combination of sage and licorice extracts on clinical strains of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium

A crescente busca pelo conhecimento do potencial biológico presente nas plantas medicinais tem estimulado pesquisas, principalmente no que diz respeito ao potencial antimicrobiano dos extratos de plantas. Entretanto, mais estudos sobre os efeitos sinérgicos da combinação desses extratos são fundamentais para sua maior aplicação clínica. O objetivo desse estudo foi avaliar in vitro os efeitos sinérgicos antimicrobianos das associações dos extratos naturais de Salvia officinalis (S. officinalis) e Glycyrrhiza glabra (G. glabra). Foi realizada a análise antimicrobiana sobre três cepas clínicas de Enterococcus faecalis (E. faecalis), duas cepas clínicas de Enterococcus faecium (E. faecium) e uma cepa padrão de cada espécie. Foram determinadas as Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Microbicida Mínima (CMM) por microdiluição em caldo com semeadura, e Índice de Concentração Inibitória Fracionada (ICIF) pela técnica checkerboard. Para avaliar o efeito combinado dos extratos sobre biofilme foram utilizadas duas combinações dos extratos sobre biofilme formado de E. faecalis e sobre biofilme formado de E. faecium, por dois períodos diferentes: 5 minutos e 24 h, e foram avaliados os valores médios de unidades formadoras de colônias por mililitro (UFC/mL). A análise estatística foi feita aplicando método ANOVA e teste de Tukey ou Kruskall-Wallis e Dunn (significância de 5%). Os extratos de S. officinalis e G. glabra apresentaram concentração microbicida para as cepas avaliadas. A combinação dos extratos apresentou valores indiferentes (ICIF ˃ 0,5 e ≤ 4) para as cepas de E. faecium, e valores indiferentes e sinérgicos (ICIF ≤0,5) para cepas de E. faecalis. Sobre biofilme as duas combinações apresentaram reduções estatisticamente significantes do grupo controle negativo (p < 0,05). Dessa forma concluiu-se que a combinação dos extratos de S. officinalis e G. glabra possui feito sinérgico antimicrobiano contra E. faecalis e atividade antibiofilme contra E. faecalis e E. faecium (AU)

The growing search for knowledge of the biological potential present in medicinal plants has stimulated research, especially with regard to the effective antimicrobial potential of plant extracts, however, further studies on the synergistic effects of the combination of these extracts is essential for their greater clinical application. The aim of this study was to evaluate in vitro the synergistic antimicrobial effects of the association of natural extracts of Salvia officinalis (S. officinalis) and Glycyrrhiza glabra (G. glabra). Antimicrobial analysis was performed on three clinical strains of Enterococcus faecalis (E. faecalis), two clinical strains of Enterococcus faecium (E. faecium) and one standard strain of each species. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Microbicidal Concentration (MMC) were determined by microdilution in broth with seeding, and Fractional Inhibitory Concentration Index by the checkerboard technique. To evaluate the combined effect of extracts on biofilm, two combinations of extracts on biofilm formed by E. faecalis and on biofilm formed by E. faecium were used, for two different periods: 5 min and 24 h, and the mean values of units were evaluated. colony forming agents per milliliter (CFU/mL). Statistical analysis was performed using the ANOVA method and Tukey's or Kruskall-Wallis and Dunn's test (5% significance). The extracts of S. officinalis and G. glabra showed microbicidal concentration for the strains evaluated. The combination of extracts showed indifferent values (FICI ˃ 0.5 and ≤ 4) for E. faecium strains, and indifferent and synergistic values FICI ≤0.5) for E. faecalis strains. On biofilm, the two combinations showed statistically significant reductions compared to the negative control group (p < 0.05). Thus, it is concluded that the combination of extracts of S. officinalis and G. glabra has synergistic antimicrobial effect against E. faecalis and antibiofilm activity against E. faecalis and E. faecium (AU)

Antibacterial and Antiadhesion Effects of Psidium guajava Fractions on a Multispecies Biofilm Associated with Periodontitis

Abstract Objective: To assess the antibacterial activity of Psidium guajava fractions and their effects on adhesion of a multispecies biofilm consisting of Streptococcus gordonii, Fusobacterium nucleatum, and Porphyromonas gingivalis in vitro. Material and Methods: Guava leaves were obtained from the mountains of northern Peru, where they grow wild and free of pesticides. The antimicrobial activity of 25 mg/mL petroleum ether, 25 mg/mL dichloromethane and 25 mg/mL methanol fractions of P. guajava was evaluated by measuring inhibition halos, as well as the effect on the adhesion of multispecies biofilms at 4, 7 and 10 days of growth by measuring the optical density. In addition, antimicrobial susceptibility was compared using the Kruskal-Wallis test and its multiple comparison tests, and differences in mean biofilm adhesion between each fraction were assessed by repeated measures analysis and the Tukey multiple comparison test. Results: The rank-based Kruskal-Wallis test highlighted differences in the effects of the fractions on the zone of inhibition for each oral bacterium, including S. gordonii (p=0.000), F. nucleatum (p=0.000), and P. gingivalis (p=0.000), the Tukey test showed that the group treated with 0.12% chlorhexidine exhibited the least amount of adhesion, followed by the group treated with the 1.56 mg/mL methanol fraction. Conclusion: The methanol fraction of P. guajava had an antibacterial effect on S. gordonii and P. gingivalis, and the 1.56 mg/mL methanol fraction decreased biofilm adhesion.