Host defense peptides clavanins A and MO reduce in vitro osteoclastogenesis

Aim: Several systemic diseases, such as periodontitis and apical periodontitis, can cause extensive bone resorption. Host defense peptides may have the potential for the development of novel therapies for the bone resorption process. This study evaluated the potential of host defense peptides clavanins A, MO, and LL-37 in in vitro osteoclastogenesis. Methods: RAW 264.7 cultures were stimulated with recombinant of receptor activator of nuclear factor kappa B ligand in the presence of different tested concentrations of host defense peptides, besides calcium hydroxide and doxycycline. Cellular viability, nitric oxide production, and a number of differentiated osteoclast-like cells were also evaluated. Results: Results showed that none of the substances were cytotoxic, except for 128 µg.mL-1 of doxycycline after 3 days. Host defense peptides, calcium hydroxide, and doxycycline did not interfere in nitric oxide production or downregulated it. An exception was observed in the presence of 2 µg.mL-1 of doxycycline, in which nitric oxide production was up-regulated. All host defense peptides were capable of reducing osteoclast-like cell differentiation. Conclusion: Host defense peptides clavanins A and MO demonstrated to be potential suppressors of osteoclastogenesis in vitro without interfering in cellular viability and nitric oxide production. These promising results need to be further analyzed in in vivo models of bone resorption

Efeito isolado ou combinado de flavonoides e peptídeos catiônicos sobre biofilme endodôntico e sua influência na viabilidade celular, capacidade de migração e inibição de citocinas em fibroblastos / Effect of flavonoids and cationic peptides, alone or in combination, on endodontic biofilm and their influence on cell viability, migration capacity and inhibition of cytokines in fibroblasts

Este trabalho foi dividido em dois capítulos que objetivou avaliar: 1) o efeito isolado ou combinado do flavonoide epigallocatechin-3-gallate (EGCG) em associação com o peptídeo LL-37 e seu análogo KR-12-a5 sobre a viabilidade celular de fibroblastos e sobre cultura planctônica, biofilme simples, dual-espécies e túbulos dentináios e 2) as interações sinérgicas do EGCG e proantocianidina do oxicoco (A-type cranberry proanthocyanidins, AC-PAC), quando usado em combinação com LL-37 ou KR-12-a5 sobre a viabilidade celular, a capacidade de migração e inibição das citocinas em cultura de fibroblastos (HGF-1), quando estimuladas ou não pelo lipopolissacarídeo de A. actinomycetencomitans (LPS). No capítulo 1, a concentração inibitória mínima (MIC), a concentração bactericida mínima (MBC) e concentração inibitória fracionária (FIC) de EGCG, LL-37 e KR-12-a5 foram determinadas a partir de valores decrescentes dos compostos por meio dos métodos de microdiluição e checkerboard contra Streptococcus mutans, Enterococcus faecalis, Actinomyces israelii e Fusobacterium nucleatum após 24 horas de tratamento. Fibroblastos da linhagem L-929 foram expostos a combinações de EGCG com peptídeos em diferentes concentrações e o metabolismo celular avaliado por ensaios de MTT. Os compostos com melhor efeito antimicrobiano e citotóxico foram avaliados por 24-36h, isoladamente ou em combinação, em biofilmes individuais ou biofilmes de dual-espécies com E. faecalis formados em placas de poliestireno por 48h por meio de contagem bacteriana. Os biofilmes de E. faecalis também foram cultivados em túbulos dentinários por 2 semanas, tratados com EGCG, KR-12-a5 e EGCG + KR-12-a5 e a porcentagem de células mortas foi determinada pela análise de imagens usando Microscopia Confocal. No capítulo 2, a linhagem celular de fibroblastos gengivais humanos primários HGF-1 foi pré-tratada durante 2 h com EGCG ou AC-PAC a 25 e 12,5 µg / mL, LL-37 ou KR-12-a5 a 0,06 e 0,03 µM ou com uma combinação de EGCG + ACPAC; AC-PAC + KR-12-a5; AC-PAC + LL-37; EGCG + KR-12-a5 ou EGCG + LL-37, nas mesmas concentrações. As culturas celulares foram então estimuladas com 50 µg/mL de LPS por 24-48h. A viabilidade celular e migração foram analisadas usando ensaios colorimétricos e fluorescentes, respectivamente. A quantificação de citocinas foi determinada por ensaios multiplex ELISA. Os resultados mostraram que em condições planctônicas, EGCG + KR-12-a5 apresentaram efeito sinérgico ou aditivo contra todas as bactérias testadas, com FIC menor que os valores de MIC obtidos pelos compostos isolados. As combinações de EGCG e peptídeos testados não foram tóxicas para os fibroblastos, uma vez que o crescimento celular foi superior a 70%. Em condições de biofilme simples, EGCG + KR-12-a5 eliminou S. mutans e A. israelii e reduziu E. faecalis e F. nucleatum. Para biofilmes de duas espécies, quando E. faecalis foi combinado com S. mutans, EGCG + KR-12-a5 teve efeito sinérgico eliminando S. mutans e reduzindo estatisticamente as contagens de E. faecalis. Em biofilmes associando E. faecalis e A. israelii ou F. nucleatum, EGCG + KR-12-a5 eliminaram E. faecalis e promoveram redução de A. israelii e F. nucleatum, embora não tenha sido observada diferença estatística entre os compostos. EGCG + KR-12-a5 reduziu mais de 80% dos biofilmes de E. faecalis nos túbulos dentinários. Dentre os grupos experimentais estudados, o EGCG, principalmente a 25 e 12,5 µg/mL estimulou o crescimento de fibroblastos, protegendo-os dos efeitos do LPS. Efeito sinérgico entre EGCG + AC-PAC, EGCG + LL-37 e EGCG + KR-12-a5 no metabolismo celular também foi observado na presença de LPS. Combinações do EGCG com AC-PAC ou KR-12-a5 e AC-PAC com LL-37 foram capazes de aumentar estatisticamente a migração celular. EGCG, AC-PAC, LL-37 e KR-12-a5 promoveram a redução de citocinas individualmente ou em combinação (EGCG + AC-PAC e EGCG + KR12-a5) mais especificamente para IL-6, IL-8, GM- CSF e TNF-α. Conclui-se que a associação de EGCG e KR-12-a5 é citocompatível e promove um efeito sinérgico contra bactérias associadas a infecções endodônticas, sob condições planctônicas e de biofilme. O EGCG, isoladamente ou associado ao AC-PAC e ao KR-12-a5, aumenta a viabilidade e migração celular, bem como a inibição de citocinas por fibroblastos estimulados por LPS. A associação de EGCG com KR-12-a5 poderia ser uma opção de princípio ativo em medicações para fins endodônticos(AU)

This study was divided in two chapters that aimed to evaluate: 1) the effect of flavonoid epigallocatechin-3-gallate (EGCG), cationic peptide LL-37 peptide and its analogue KR12-a5, alone or in combination, on fibroblast cell viability and on bacteria in planktonic and single/dual-species biofilms/dentin tubules; 2) the synergistic interactions of EGCG and cranberry proanthocyanidins (A-type cranberry proanthocyanidins, AC-PAC), when used in combination with LL-37 or KR-12-a5 on cell viability, the ability to induce cell migration and inhibit cytokines in culture of fibroblasts (HGF-1) when stimulated or not by the lipopolysaccharide of A. actinomycetencomitans (LPS). For the chapter 1, Minimum inhibitory concentration (MIC), minimum bactericidal concentration (MBC) and fractional inhibitory concentration (FIC) of EGCG, LL-37 and KR-12-a5 were determined from decreasing values of the compounds by Streptococcus mutans, Enterococcus faecalis, Actinomyces israelii and Fusobacterium nucleatum against microdilution and checkerboard after 24 hours of treatment. L-929 fibroblasts were exposed to combinations of EGCG with peptides at different concentrations and cell metabolism assessed by MTT assays. The compounds if the best antimicrobial and cytotoxic effect were also evaluated for 24-36h, alone or in combination, in 48h singleor dual-species biofilms with E. faecalis formed on polystyrene plates by bacterial counting. E. faecalis biofilms were also cultured in dentin tubules for 2 weeks and treated with EGCG, KR-12-a5 and EGCG + KR-12-a5 to determine the percentage of dead cells by analysis of images using Confocal Microscopy. For the chaper 2, primary human gingival fibroblast HGF-1 cell line was pretreated for 2 h with either EGCG or AC-PAC at 25 and 12.5 µg/mL, LL-37 or KR-12-a5 at 0.03 and 0.06 µM or with a combination of EGCG + AC-PAC; AC-PAC + KR-12-a5; AC-PAC + LL-37; EGCG + KR-12-a5 or EGCG + LL37, at the same concentrations. Cell cultures were then stimulated with 50 µg/mL LPS for 24-48h. Cell viability and migration were analyzed using colorimetric and fluorescent assays, respectively. Quantification of cytokines was determined by multiplex ELISA assays. The results show that in planktonic conditions, EGCG + KR-12- a5 showed a synergistic or additive effect against all the bacteria tested, with FIC lower than the MIC values obtained by the compounds alone. Combinations of EGCG and peptides tested were not toxic to fibroblasts, since cell growth was higher than 70%. Under single biofilm conditions, EGCG + KR-12-a5 eliminated S. mutans and A. israelii and reduced E. faecalis and F. nucleatum. For dual- species biofilms, when E. faecalis was combined with S. mutans, EGCG + KR-12-a5 had a synergistic effect by eliminating S. mutans and statistically reducing E. faecalis counts. In biofilms associated with E. faecalis and A. israelii or F. nucleatum, EGCG + KR-12-a5 eliminated E. faecalis and promoted reduction of A. israelii and F. nucleatum, although no statistical difference was observed between the compounds. EGCG + KR-12-a5 reduced more than 80% of the E. faecalis biofilms in the dentin tubules. Among the experimental groups studied, EGCG, mainly at 25 and 12.5 µg/mL stimulated the growth of fibroblasts, protecting them from the effects of LPS. Synergistic effect between EGCG + AC-PAC, EGCG + LL-37 and EGCG + KR12-a5 on cell metabolism was also observed in the presence of LPS. Combinations of EGCG with AC-PAC or KR-12-a5 and AC-PAC with LL-37 were able to increase statistically cell migration. EGCG, AC-PAC, LL-37 and KR-12-α5 promoted cytokine reduction individually or in combination (EGCG + AC-PAC and EGCG + KR-12-a5) more specifically for IL-6, IL-8, GM-CSF and TNF-α. The association of EGCG and KR-12-a5 was cytocompatible and promoted a synergistic effect against bacteria associated with endodontic infections under planktonic and biofilm conditions. EGCG, alone or in combination with AC-PAC and KR-12-a5, increases cell viability and migration, as well as inhibition of cytokines by LPS-stimulated fibroblasts. The association of EGCG with KR12-a5 could be an option as active principle for medications to be used for endodontic purposes(AU)

Peptídeos antimicrobianos como terapia complementar periodontal: uma análise da literatura / Antimicrobial peptides as periodontal complementary therapy: an analysis of literature

Objetivo: realizar um levantamento sistemático da literatura no que tange ao uso de peptídeos antimicrobianos contra periodontopatógenos e indicar quais os peptídeos e micro-organismos mais estudados, com o objetivo final de traçar um perfil das publicações na área. Material e métodos: a busca por artigos ocorreu na base de dados Pubmed, com os seguintes critérios de inclusão: publicação nos últimos dez anos; palavras-chave "Antimicrobial Peptide" and "Periodontal" and "Bacteria", publicados em inglês e disponíveis gratuitamente na íntegra para leitura. Um total de dez artigos foram selecionados após o refinamento dos dados. Resultados: apesar do pequeno número de estudos encontrados, evidencia-se o potencial uso de peptídeos antimicrobianos no controle das principais bactérias periodontopatogênicas. Além disso, os peptídeos produzidos por células da mucosa oral (Defensinas, LL-37 e Histatinas), bem como os micro-organismos Porphyromonas gingivalis e Fusobacterium nucleatum, foram os mais estudados. Conclusão: é possível concluir que o uso de peptídeos antimicrobianos como potencial ferramenta no controle microbiano tem uma importância crescente, provavelmente devido à sua ampla aplicabilidade, mecanismos de ação e baixos índices de resistência. Contudo, estudos relacionados à sua toxicidade sobre células humanas, modo de aplicação e ensaios clínicos precisam ser realizados.

Objectives: to perform a systematic review of the literature regarding the use of antimicrobial peptides against periodontopathogens and indicate the most studied peptides and microorganisms, with the final objective of outlining a profile of publications in the area. Material and methods: the search for articles occurred in Pubmed database with the following inclusion criteria: publication in the last 10 years; Keywords "Antimicrobial Peptide" and "Periodontal" and "Bacteria", published in English and freely available for reading. Results: a total of 10 articles were selected after refi ning the data. Despite the small number of studies found, it is evident the potential use of antimicrobial peptides in the control of the main periodontopathogenic bacteria. In addition, the peptides produced by oral mucosa cells (Defensins, LL-37 and Histatins) as well as the microorganisms Porphyromonas gingivalis and Fusobacterium nucleatum were the most studied. Conclusion: it is possible to conclude that the use of antimicrobial peptides as a tool in microbial control is of increasing importance, probably due to their wide applicability, mechanisms of action and low resistance indices. However, studies related to its toxicity on human cells, mode of application and clinical trials still need to be performed.

Efeito microbiológico e citotóxico de sistemas nanoestruturados bioadesivos contendo fragmentos de peptídeos / Microbiological and citotoxicity effect of nanostructured bioadhesive system containing peptide fragments

O uso de agentes antimicrobianos naturais que reduzam a adesão e proliferação de S. mutans no biofilme poderia ser uma estratégia interessante para o controle da cárie dentária. No entanto, a estabilidade química e física de alguns desses agentes, como os peptídeos catiônicos antimicrobianos e fragmentos de peptídeos, pode ser comprometida por fatores externos, como temperatura e pH, reduzindo sua ação antimicrobiana. Com isso, os objetivos deste estudo foram desenvolver e caracterizar sistemas de liberação de fármaco nanoestruturados bioadesivos para a incorporação dos fragmentos peptídicos D1-23 e P1025 e avaliar seu efeito citotóxico e atividade contra biofilme de S. mutans. A primeira formulação (F1), composta de ácido oleico, polyoxypropylene-(5)-polyoxyethylene-(20)-cetyl alcohol (PPCA), Carbopol® 974P e Carbopol® 971P, foi analisada por microscopia de luz polarizada (MLP), reologia e bioadesão in vitro. A concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM) de D1-23 foram determinadas contra S. mutans para posterior avaliação da atividade sobre biofilme formado após 4h e 24h de tratamento. A segunda formulação (F2) foi selecionada a partir de três diferentes concentrações de ácido oleico, PPCA e Carbopol® 974P. Cada formulação foi analisada por MLP, espalhamento de raios x a baixo ângulo (SAXS), reologia e bioadesão. CIM e CBM de P1025 sobre S. mutans e seu efeito quando incorporado ou não em F2 sobre biofilme de S. mutans em formação foram analisados. A citotoxicidade em células epiteliais HaCat foi avaliada para os dois sistemas líquido cristalino (SLC) usando testes de MTT. Análise descritiva foi realizada para os dados dos ensaios de caracterização e para os ensaios microbiológicos e citotóxicos os dados foram submetidos aos testes de ANOVA/Tukey ou Kruskall-Wallis/Mann-Whitney U (p<0.05). Os resultados indicaram que F1 apresentou características de SLC com alta viscosidade e bioadesão. CIM e CBM de D1-23 foram de 15,60 e 31,25µg/mL, respectivamente. D1-23 incorporado em F1 apresentou melhores resultados contra biofilme de S. mutans que quando em solução, após 24h de tratamento. F2 apresentou melhores propriedades reológicas e força bioadesiva comparada aos demais sistemas, caracterizando um SLC. P1025 teve somente efeito inibitório sobre S. mutans (CIM=0.25 mg/mL). O efeito antibiofilme de P1025 incorporado em F2 foi observado após 24h de tratamento, principalmente quando aplicado na fase de adesão. Ambos os SLC contendo D1-23 e P1025 não apresentaram toxicidade sobre as células epiteliais, nas condições de tempo e concentrações avaliadas. A incorporação de peptídeos em SLC bioadesivos nanoestruturados aumenta suas propriedades antimicrobianas, podendo ser uma interessante estratégia para a prevenção da cárie dentária(AU)

The use of natural antimicrobial agents for reducing the adhesion and proliferation of S. mutans in the biofilm could be an interesting strategy for the control of dental caries. However, the chemical and physical stability of some natural antimicrobials, such as cationic antimicrobial peptides and peptide fragments, can be compromised by external factors such as temperature and pH, reducing their antimicrobial action. Thus, the objectives of this study were to develop and characterize nanostructured bioadhesive drug delivery systems for the incorporation of D1-23 and P1025 peptide fragments and to evaluate their citotoxicy and activity against S. mutans biofilm. The first formulation (F1) was composed of oleic acid, polyoxypropylene- (5) -polyoxyethylene- (20) - cetyl alcohol (PPCA), Carbopol® 974P and Carbopol® 971P and analyzed by polarized light microscopy (PLM), rheology and in vitro bioadhesion. Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimal bacterial concentration (MBC) of D1-23 were determined against S. mutans for further evaluation of activity against S. mutans biofilm after 4h and 24h of treatment. The second formulation was selected from three different concentrations of oleic acid, PPCA and Carbopol® 974P. Each formulation was analyzed by PLM, small-angle x-ray scattering (SAXS), rheology and bioadhesion. MIC and MBC of P1025 were determined against S. mutans. Thus, P1025 was incorporated in the best formulation (F2). The effect of P1025 incorporated or not into F2 on S. mutans biofilm formation was analyzed. Cytotoxicity in HaCat epithelial cells for both formulations was evaluated using MTT assays. Descriptive analysis was performed for the characterization assays and data from microbiological and cytotoxic assays were submitted to ANOVA / Tukey or Kruskall-Wallis / Mann-Whitney U (p<0.05). The results indicated that F1 presented characteristics of liquid-crystalline type system (LCS) with high viscosity and bioadhesion. The MIC and MBC of D1-23 were 15.60 and 31.25µg / mL, respectively. D1-23 incorporated in F1 showed better results than D1-23 in solution against S. mutans biofilm after 24h. F2 had better rheological properties and bioadhesive strength compared to other systems analyzed and characteristics of LCS. P1025 had only inhibitory effect against S. mutans (MIC=0.25mg/mL). The antibiofilm effect of P1025 incorporated into F2 was observed after 24h of treatment, mainly when applied in surface-bound salivary phase. Both LCS had no toxicity on epithelial cells, considering time and concentrations tested. The incorporation of peptides in nanostructured bioadhesive LCS increased their antimicrobial properties and could be an interesting strategy for caries prevention(AU)

Efeito antimicrobiano do peptídeo Lye Tx-I associado à ß-Ciclodextrina em biofilmes de bacterias patógenas periodontais: estudo in vitro / Effect of antimicrobial Peptide Lye Tx-I associated with ß-Cyclodextrin in biofilms of bacterial periodontal patógenas: in vitro study

Biofilmes bacterianos estão associados como fator etiológico da doença periodontal, uma vez que são difíceis de controlar por meio da terapia mecânica e antibiótica convencional. As células bacterianas dos biofilmes possuem mecanismos de resistência bacteriana tornando-as difíceis de neutralizar tanto pela resposta imune do hospedeiro quanto à ação dos antibacterianos. Uma alternativa para o controle dos biofilmes bacterianos, é o uso de peptídeos antimicrobianos, uma vez que tem amplo espectro e baixa incidência de resistência bacteriana. O presente estudo investigou a atividade antibacteriana do peptídeo sintético denominado LyeTx I, originário do veneno de uma aranha (Lycosaerithognata), em sua forma livre ou associado em ßciclodextrina (ßCD) contra bactérias periodontopatógenas colonizadoras iniciais e tardias tanto em estado planctônico quanto em biofilme. A mistura entre LyeTx I e a ßCD foi caracterizada por espectroscopia de infravermelho. Para conhecer a cinética das bactérias testadas, foram feitas curvas de crescimento bacteriano tanto em estado planctônico quanto em biofilmes formados sobre pinos de polietileno no dispositivo de biofilme da Universidade de Calgary. Para confirmar a formação e estrutura dos biofilmes, os pinos foram examinados por microscopia eletrônica de varredura em diferentes tempos (2, 5, 10 dias). Em seguida, foram determinadas as concentrações inibitória mínima (CIM) e bactericida mínima (CBM) dos S. mutans, S. oralis, S. sanguinis, E. corrodens, L. acidophilus, L. casei, F. nucleatum e P. intermedia. Inicialmente, o efeito da cinética do LyeTxI nas bactérias foi determinado por meio do ensaio de curva de morte usando as CIMs. Adicionalmente, foram determinadas a concentração mínima de erradicação do biofilme (CMEB) e a porcentagem de redução da atividade metabólica tanto em biofilme jovem (2 dias) quanto para biofilme maturo (4 dias). As CIMs tanto do LyeTxI quanto do LyeTx I/ßCD foram entre 7,81- 62,5 µg/mL em estado planctônico sendo que o S. mutans, S. oralis, S. sanguinis e E. corrodens foram as mais sensíveis ao LyeTx I e ao LyeTx I/ßCD. O efeito antibacteriano do LyeTx I começou dentro dos primeiros 15 minutos e se manteve durante 10 horas de acordo com os resultados obtidos nas curvas de morte das bactérias testadas. A porcentagem de redução da atividade metabólica das células do biofilme foi determinada usando resazurina e leitura da fluorescência (λex570 nm/ λem 590 nm). Os resultados mostraram que tanto o LyeTx I quanto o LyeTx I/ßCD quando comparados à clorexidina (controle), apresentaram uma redução da atividade metabólica das células dos biofilmes de 2 dias na maior concentração (250 µg/mL), porém não houve diferença estatisticamente significativa após análise da variância e o teste Tukey de multiplex comparações entre os tratamentos testados (p>0,05). Contudo, dentre os agentes testados nenhum foi capaz de reduzir a atividade metabólica das células do biofilme de 4 dias, sendo que a clorexidina diminuiu levemente a atividade metabólica do biofilme maturo (p< 0,05). Os resultados do presente trabalho sugerem que, o peptídeo LyeTx I e o composto de inclusão LyeTx I/ßCD possuem efeito antibacteriano contra bactérias patógenas periodontais, agindo de forma bacteriostática por um período de até 10 horas. LyeTx I e LyeTx I/ßCD possuem efeito antibacteriano em biofilmes jovens (2 dias), indicando o potencial uso destes como coadjuvantes na terapia mecânica periodontal

Biofilms are involved as etiology of bacterial infections such as periodontal disease, once they difficult to control with conventional mechanic and antibiotic therapy. Biofilms cells display mechanism of resistance making them tolerant against immune response and antibiotics. Antimicrobial peptides (AMPs) are an alternative to control bacterial biofilms because their wide spectrum and low rate of bacterial resistance. Therefore, the aim of this study was to evaluate the antibacterial activity of the synthetic peptide LyeTx I (originary of the poison of a spider Lycosaerithognata), free and associated with beta-cyclodextrin (ßCD) against both, first and late colonizer bacteria in planktonic state and in biofilms. The mixture of LyeTx I and ßCDwas characterized by infrared absorption spectroscopy. Planktonic and biofilm growth curves were done to identify the kinetics of tested bacteria. Biofilms were formed on polyethylene pegs using the calgary biofilm device (CBD) of the University of Calgary. To determine whether differences in biofilm architecture and composition exist between immature biofilms to mature biofilms formed on pegs, we examined biofilms by scanning electron microscopy at 2, 5 and 10 days. Then, the minimal inhibitory concentrations (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC) were determined for S. mutans, S. oralis, S. sanguinis, E. corrodens, L. acidophilus, L. casei, F. nucleatum and P. intermedia. Killing kinetics assays were performed for each species at MICs to determine the kinetic of LyeTx I. Additionally, the minimal biofilm eradication concentration (MBEC) and the percent of reduction in metabolic activity were determined for young (2-day) and mature (4-day) multispecies biofilms. The band detected between 1200-1700 cm1 regions shows a decrease of functional group C-H aliphatic stretching vibrations that may be attributed to the formation of van der Waals interactions between ßCD and LyeTx I, thus confirming the presence of the association compound LyeTx I/ßCD. The MICs of the LyeTx I and the LyeTx I /ßCD were found between 62.5 - 7.81 µg /mL in planktonic state. S. mutans, S. oralis, S. sanguinis and E. corrodens were the most sensitive to LyeTx I and LyeTx I /ßCD. The antibacterial effect of LyeTx I started within the first 15 minutes and continued for 10 hours according to results of death curves on tested bacteria. The percentage reduction of metabolic activity of biofilm cells was determined using resazurin and fluorometry (λex 570 nm / λof 590 nm). LyeTx I, LyeTx I/ßCD and chlorhexidine (control) decreased the metabolic activity of 2-day biofilm cells at 250 µg/mL and there were no statistically significant difference between the treatments (p> 0.05). In contrast, any of the tested agents decreased metabolic activity of 4-day biofilm cells. Chlorhexidine was able to slightly reduce metabolic activity of mature biofilm (p<0.05). In conclusion, the LyeTx I peptide free or associated with ßCD possesses antibacterial effect against planktonic periodontal pathogenic bacteria and reduce the metabolic activity in young biofilm cells acting as a bacteriostatic agent for a period of 10 hours. Therefore, this study suggests that LyeTx I and LyeTx I/ßCD are promising antibacterial agents for the control of 2-day biofilms, which suggest their use as coadjuvant in periodontal mechanical therapy

Efeito citotóxico e antimicrobiano de análogos de peptídeos catiônicos e sua influencia na expressão de marcadores fenotípicos e genotípicos de mineralização dentinária / Cytotoxic and antimicrobial effects of analogues of cationic peptides and their influence in the expression of phenotypic and genotypic markers of dentin mineralization

Os objetivos do estudo foram avaliar os efeitos citotóxico e antimicrobiano de análogos de peptídeos catiônicos e sua influência na expressão de marcadores fenotípicos e genotípicos de mineralização dentinária. Fibroblastos da linhagem L929 foram expostas a diluições seriadas dos peptídeos LL-37 e análogos hBD-3-1CV e KR-12-a5 e a viabilidade das células foi avaliada por ensaios de metil tiazol tetrazólio (MTT). Concentração inibitória mínima (CIM) e concentração letal mínima (CLM) para os peptídeos e controles (clorexidina – CHX) foram determinadas contra Streptococcus mutans, Actinomyces israelii, Enterococcus faecalis, Candida albicans, Fusobacterium nucleatum e Porphyromonas gingivalis, pelo método de microdiluição, após 4 e 24 horas. Biofilmes de E. faecalis e F. nucleatum foram formados sobre blocos de dentina radicular bovina e expostos a 5X e 10X MLC do peptídeo com melhor atividade antimicrobiana e CHX e analisadas por contagem de unidades formadoras de colônias/ml (UFC/ml) e por Microscopia de Varredura Confocal à Laser (CLSM). Células semelhantes à odontoblastos da linhagem MDPC-23 foram expostas a diluições seriadas de LL-37, hBD-3-1CV, KR-12- A5 por 24 horas, seguidas de trocas de meio osteogênico por 7 dias e avaliada a viabilidade celular, produção de proteína total (TP), atividade da fosfatase alcalina (ALP) e deposição de nódulos mineralizados. A expressão de genes de marcadores de mineralização (sialofosfoproteína dentinária - DSPP e fosfoproteína de matriz dentinária - DMP-1) foi realizada por PCR quantitativo, após 24 h de exposição aos peptídeos e de incubação durante 14 dias em meio osteogênico. LL-37/hBD-3-1CV e KR-12-a5 afetaram o metabolismo dos fibroblastos em concentrações acima de 500 e 250 µg/ml, respectivamente. KR-12-a5 teve os melhores valores de CIM/CLM contra todos os microrganismos e ambos os tempos de exposição. Os crescimentos de E. faecalis e C. albicans foram afetados apenas por KR-12-a5 e CHX. hBD-3-1CV e LL-37 tiveram...

The objectives of the study were to evaluate the cytotoxic and antimicrobial effects of analogues of cationic peptides and their influence in the expression of phenotypic and genotypic markers of dentin mineralization. L929 fibroblast cells were exposed to serial dilutions of peptides LL-37, hBD-3-1CV and KR-12-a5 and cell metabolism was evaluated by methyl thiazol tetrazolium (MTT) assays. Minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal lethal concentration (MLC) of peptides and controls (chlorhexidine – CHX) were determined for Streptococcus mutans, Actinomyces israelii, Enterococcus faecalis, Candida albicans, Fusobacterium nucleatum and Porphyromonas gingivalis, by microdilution method, after 4 and 24h. E. faecalis and F. nucleatum biofilms were formed in blocks of bovine root dentin and exposed to 5X and 10X MLC of the peptide with the best antimicrobial activity and CHX and analyzed by colonies forming units/ml (CFU/ml) counts and by Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM). MDPC-23 odontoblast-like cells were exposed to serial dilutions of peptides LL-37, hBD-3-1CV and KR-12-a5 for 24 hours, followed by changes of osteogenic medium for 7 days and evaluated cell viability, total protein (TP) production, alkaline phosphatase (ALP) activity and mineralized nodule deposition. The gene expression of mineralization markers (Dentin Sialophosphoprotein - DSPP and Dentin matrix phosphoprotein 1 - DMP-1) was performed by quantitative PCR, after 24h of peptide exposure and incubation for 14 days in osteogenic medium. LL-37 and hBD-3-1CV affected cell metabolism at concentrations above 500µg/ml and KR-12-a5 above 250µg/ml. KR-12-a5 had the best MIC/MLC values against all microorganisms and both times of exposure. E. faecalis and C. albicans growth was affected only for KR-12-a5 and CHX. hBD-3-1CV and LL-37 had similar inhibitory effect against S. mutans and A. israelii. KR-12-a5 reduced E. faecalis growth in biofilm assays, with similar results to...

Fatores microbiológicos e imunológicos envolvidos no desenvolvimento da cárie precoce da infância / Microbiological and immunological factors for the development of early childhood caries

A cárie precoce da infância (CPI) é ainda um grave problema de saúde pública no mundo, principalmente em países em desenvolvimento. Estudos têm sugerido a associação da ingestão frequente de carboidratos fermentáveis como a sacarose, altas contagens de microrganismos cariogênicos e maior vulnerabilidade imunológica da criança na etiologia da CPI. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos microbiológicos e imunológicos associados ao desenvolvimento da cárie precoce da infância. Crianças com idade entre 36 e 60 meses foram selecionadas e divididas em três grupos: LC - livres de cárie, CPI e CPI-S (CPI-severa). Questionário sobre os aspectos socioeconômico-culturais, hábitos de higiene bucal e diários de dieta foram respondidos pelos responsáveis. Foram coletadas amostras de saliva e biofilme dental das crianças e processadas para subsequentes avaliações laboratoriais. Em seguida, os níveis de IgA salivar total e contra GbpB de S. mutans foram determinados por ELISA e Western blot, respectivamente, as concentrações salivares dos peptídeos catiônicos antimicrobianos (PCAM): defensinas hBD-2 e hBD-3, catelicidina LL-37 e histatina 5 (HTN-5) por ELISA e a presença e os níveis salivares de Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus, Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. e Scardovia wiggsiae por qRT-PCR, sendo que estes dados foram correlacionados com os níveis salivares e no biofilme dental de estreptococos mutans (SM) e Lactobacillus spp. por meio de cultivo em meios específicos. Os resultados mostraram que as crianças com CPI-S apresentaram menor renda familiar quando comparadas às crianças LC ou CPI. Contudo, a ingestão de açúcar não diferiu entre os grupos. O grupo CPI-S apresentou maior contagem de SM na saliva/biofilme em relação aos grupos LC e CPI. Houve uma correlação positiva entre a resposta de IgA contra GbpB e os níveis de SM, quando a população geral foi avaliada. Quando apenas crianças com altos níveis de SM foram comparadas, o grupo CPI-S...

Early childhood caries (ECC) is still a serious public health problem worldwide, especially in developing countries. Studies have been suggested the association among frequent intake of fermentable carbohydrates such as sucrose, high cariogenic microorganism’s counts and child’s immune vulnerability in the etiology of ECC. The objective of this study was to evaluate the microbiological and immunological factors for the development of early childhood caries. 36 to 60 monthold children were selected and distributed into three groups: caries free (CF), ECC and S-ECC (severe-ECC). Questionnaires about socio-economic-cultural data, oral hygiene habits and food-frequency diary were completed by the parents. Saliva and dental biofilm were collected from children and processed for subsequent laboratorial tests. The following analyses were determined: total IgA and IgA response against S. mutans GbpB by ELISA and Western blot, respectively; salivary concentrations of antimicrobial peptides (AMPs): defensins hBD-2 and hBD-3, cathelicidin LL-37 and histatin 5 (HTN-5) by ELISA; salivary detection and quantification of Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus, Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. and Scardovia wiggsiae by qRT-PCR, and these data were correlated with mutans streptococci (MS) and Lactobacillus spp. levels by culture in specific medium. Results showed that S-ECC children had reduced family income compared to ECC and CF. However, sugar intake did not differ among the groups. S-ECC group had higher MS count than CF/ECC groups. Positive correlations between salivary IgA response against GbpB and MS counts were found when the entire population was evaluated. When children with high mutans streptococci counts were compared, S-ECC group showed a significant decrease in IgA antibody levels against GbpB compared to CF group. This finding was not observed for ECC group. The present study showed positive correlations between salivary hBD-2 and HTN-5 with…

Fatores microbiológicos e imunológicos envolvidos no desenvolvimento da cárie precoce da infância / Microbiological and immunological factors for the development of early childhood caries

A cárie precoce da infância (CPI) é ainda um grave problema de saúde pública no mundo, principalmente em países em desenvolvimento. Estudos têm sugerido a associação da ingestão frequente de carboidratos fermentáveis como a sacarose, altas contagens de microrganismos cariogênicos e maior vulnerabilidade imunológica da criança na etiologia da CPI. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos microbiológicos e imunológicos associados ao desenvolvimento da cárie precoce da infância. Crianças com idade entre 36 e 60 meses foram selecionadas e divididas em três grupos: LC - livres de cárie, CPI e CPI-S (CPI-severa). Questionário sobre os aspectos socioeconômico-culturais, hábitos de higiene bucal e diários de dieta foram respondidos pelos responsáveis. Foram coletadas amostras de saliva e biofilme dental das crianças e processadas para subsequentes avaliações laboratoriais. Em seguida, os níveis de IgA salivar total e contra GbpB de S. mutans foram determinados por ELISA e Western blot, respectivamente, as concentrações salivares dos peptídeos catiônicos antimicrobianos (PCAM): defensinas hBD-2 e hBD-3, catelicidina LL-37 e histatina 5 (HTN-5) por ELISA e a presença e os níveis salivares de Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus, Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. e Scardovia wiggsiae por qRT-PCR, sendo que estes dados foram correlacionados com os níveis salivares e no biofilme dental de estreptococos mutans (SM) e Lactobacillus spp. por meio de cultivo em meios específicos. Os resultados mostraram que as crianças com CPI-S apresentaram menor renda familiar quando comparadas às crianças LC ou CPI. Contudo, a ingestão de açúcar não diferiu entre os grupos. O grupo CPI-S apresentou maior contagem de SM na saliva/biofilme em relação aos grupos LC e CPI. Houve uma correlação positiva entre a resposta de IgA contra GbpB e os níveis de SM, quando a população geral foi avaliada. Quando apenas crianças com altos níveis de SM foram comparadas, o grupo CPI-S...

Early childhood caries (ECC) is still a serious public health problem worldwide, especially in developing countries. Studies have been suggested the association among frequent intake of fermentable carbohydrates such as sucrose, high cariogenic microorganism’s counts and child’s immune vulnerability in the etiology of ECC. The objective of this study was to evaluate the microbiological and immunological factors for the development of early childhood caries. 36 to 60 monthold children were selected and distributed into three groups: caries free (CF), ECC and S-ECC (severe-ECC). Questionnaires about socio-economic-cultural data, oral hygiene habits and food-frequency diary were completed by the parents. Saliva and dental biofilm were collected from children and processed for subsequent laboratorial tests. The following analyses were determined: total IgA and IgA response against S. mutans GbpB by ELISA and Western blot, respectively; salivary concentrations of antimicrobial peptides (AMPs): defensins hBD-2 and hBD-3, cathelicidin LL-37 and histatin 5 (HTN-5) by ELISA; salivary detection and quantification of Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus, Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. and Scardovia wiggsiae by qRT-PCR, and these data were correlated with mutans streptococci (MS) and Lactobacillus spp. levels by culture in specific medium. Results showed that S-ECC children had reduced family income compared to ECC and CF. However, sugar intake did not differ among the groups. S-ECC group had higher MS count than CF/ECC groups. Positive correlations between salivary IgA response against GbpB and MS counts were found when the entire population was evaluated. When children with high mutans streptococci counts were compared, S-ECC group showed a significant decrease in IgA antibody levels against GbpB compared to CF group. This finding was not observed for ECC group. The present study showed positive correlations between salivary hBD-2 and HTN-5 with…