UPCII M Microbiologia Teórica 25 e 26 2º Ano 2015/2016.

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1 UPCII M Microbiologia Teórica 25 e 26 2º Ano 2015/2016

2 Sumário  Capítulo XX. Doenças Periodontais  Definições  O papel da placa bacteriana nas doenças periodontais  Teorias da placa  Agentes etiológicos das patologias periodontais  Virulência dos agentes microbianos associados à doença periodontal  Mecanismos imunopatogénicos de destruição de tecidos em doença periodontal 9-12-20152T25 e26 MJC

3 Doenças periodontais 9-12-20153T25 e26 MJC

4 Periodontite  Crónica  + comum  Associada a factores locais  Microbiota variável  Progressão lenta  Agressiva  Severidade independente de factores locais  Aumento de A. actinomycemcomitans  Progressão rápida  Com padrão familiar  Leucócitos polimorfonucleares  Macrófagos hiper-responsivos ( ↑ Prostaglandinas, ↑ IL1- β).  Necrotizante  Em indivíduos com outras patologias sistémicas (HIV) trench-mouth  Peri-implantite 1ºs molares e produção aumentada de anticorpos Outros dentes e pouca produção de anticorpos 9-12-20154T25 e26 MJC

5 Doença periodontal  Patologia infeciosa oportunista  Envolve fatores do hospedeiro:  Genéticos  Envolvidos na resposta imune  Envolvidos em patologia sistémicas como diabetes  Higiene oral  Associada às espécies microbianas presentes  Hábitos “sociais”  Principalmente os que afetam a resposta imunológica como tabaco e alcoolismo 9-12-2015T25 e26 MJC5

6 Placa bacteriana e patologia periodontal  Hipótese da placa não específica (até 70’s)  Idade  Índices de placa  Limiar de resposta  Hipótese da placa específica (meio dos 70’s)  Excepções ao anterior (por vezes no mesmo paciente)  Estudos de cultivo com resultados diferentes 9-12-20156T25 e26 MJC

7 Placa bacteriana e patologia periodontal 9-12-20157T25 e26 MJC

8 Placa bacteriana e patologia periodontal  Hipótese da placa específica (meio dos 70’s)  Excepções ao anterior (por vezes no mesmo paciente)  Estudos de cultivo com resultados diferentes  Associação de A.a a periodontite agressiva Bast onet es (G+) Coc -ci (G+) Bast onet es (G-) Coc -ci (G-) Facultativos Anaeróbios 9-12-20158T25 e26 MJC

9 Hipótese ecológica da placa Profun- didade e Sangra- mento 9-12-20159T25 e26 MJC

10 Implicações na Terapêutica ???  Como é feita actualmente?  Como deverá ser feita? 9-12-201510T25 e26 MJC

11 9-12-2015T25 e26 MJC11

12 9-12-2015T25 e26 MJC12

13 Progressão do ecossistema até à doença periodontal 9-12-2015T25 e26 MJC13

14 Adesão das bactérias peridontopatogenicas  P.gingivalis  Fim A e  Mfa  Internalin J  Hemaglutininas  Aggregatibacter  FLP tipo IV (genes tad)  Aae e ApiA (adesão especifica às células epiteliais)  EmaA adesão ao colagénio  T. denticola  OMP Msp (ligação a MMPs e células) 9-12-2015T25 e26 MJC14

15 Adesão das bactérias peridontopatogenicas  F. nucleatum  RadD  outras bactérias  FadA ligação às células epiteliais  T. forsythia  BspA adesina para outras bactérias, células do hospedeiro e matriz 9-12-2015T25 e26 MJC15

16 Invasão das células epiteliais  P. gingivalis  Integrinas  Ação sobre o citoesqueleto  Inibição da apoptose  Como resultado da invasão por peridonto patogénicas as células epiteliais podem acionar a secreção de interleucinas. 9-12-2015T25 e26 MJC16

17 Estabelecimento da etiologia  Postulados de Koch? Dificuldades no cultivo Presença em Indivíduos/locais saudáveis Dificuldades de identificação Falta de modelo animal 9-12-201517T25 e26 MJC

18 Alternativas  Associação  Eliminação  Resposta do hospedeiro  Patogenicidade em modelos animais  Factores de virulência Porphyromonas gingivalis Aggregatibacter actinomycemcomitans 9-12-201518T25 e26 MJC

19 A. actinomycetemcomitans P. gingivalis Associação >Crónicas e LAP (Tecidos do hospedeiro) 25% saudáveis > Lesões periodontais Eliminação Lesões tratadas (=0) Lesões recorrentes (>) Lesões tratadas (=0) Lesões recorrentes (>) Resposta > de Ac no FC e soro LAP> de Ac no FC e soro (Perio) Modelo RoedoresRoedores e primatas não humanos Factores de virulência Ver à frente 9-12-2015 T13 19 T25 e26 MJC

20 Aggregatibacter actinomycemcomitans  Anaeróbio Facultativo  Não móvel  Bastonete G-  Números aumentados em LAP e periodontite crónica  Existe também em lesões tratadas e em locais saudáveis  Existem 5 serótipos (a-e)  Serótipo b associado a locais com patologia  Estirpes que produzem leucotoxina associadas a LAP 9-12-201520T25 e26 MJC

21 Porphyromonas gingivalis  Anaeróbio  Não móvel  Bastonete G-  Associada a lesões  25% locais saudáveis têm  Há diferentes estirpes 9-12-201521T25 e26 MJC

22 Virulência dos agentes periodontais  Complexa  Modulação da resposta do hospedeiro  Multifactorial  Espécies mais estudadas:  P. gingivalis  A. actinomycemcomitans  T. denticola  E. corrodens  F.nucleatum  P. intermedia  T. forsythia  Há mecanismos comuns a estas e outras espécies  Factores de virulência:  Moléculas  Mecanismos 9-12-201522T25 e26 MJC

23 Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis  Proteases  Nutrição  Efeitos em proteínas importantes do hospedeiro  Gingipains (proteases de cisteina)  R(arginina)  K (lisina)  prtT (proteases de cisteina tipo strep)  Periodontain (inibidor de serpins -protease alfa1)  Trp (pz-peptidase) tipo papaina  Aminopeptidases  Peptidase tipo conversora de endotelina  Prolil dipeptidil peptidase IV (digestão de matriz extracelular) 9-12-201523T25 e26 MJC

24  Hemaglutininas  Nas fimbrias  Na LPS  Em lípidos de superfície  Como domínios de proteases  HagA-C  Medeiam ligação a epitélio e eritrócitos  Adesão ↔ hemaglutinação ↔ fimbriação ↔ proteólise 9-12-201524T25 e26 MJC Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis

25  LPS  Ácidos gordos mais longos e ramificados  Menos propriedades endotóxicas  Fimbrias  ~45kDa Fimbrilina (FimA)  67kDa (fimbrias menores)  Adesão  colonização e destruição periodontal  Vacinação com FimA protege contra reabsorção óssea  Vesículas  Típicas de G-  Veículos de entrega dirigida de toxinas (LPS, hemaglutininas, proteases) 9-12-201525T25 e26 MJC Comparados com enterobacterias

26  Cápsula polissacárida  Seis serótipos existentes  Encapsuladas menos fagocitadas  mais virulentas  Cápsula mascara LPS 9-12-201526T25 e26 MJC Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis

27 Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis  Adesão, colonização e formação de biofilme  Biofilme  Agregação intergénica com:  Streptococci orais e Actinomyces naeslundii  Fusobacterium  Treponema denticola e Tanerella forsythia  Fimbrias  Células epiteliais  Fibroblastos  Células endoteliais  Matriz extracelular (fibronectina e fibrinogénio)  Prps e estaterina  Hidroxiapatite coberta de saliva  FimA inibida por S. cristatus inibida a formação de biofilme  SspB de S.gordonii interage com P.gingivalis 9-12-201527T25 e26 MJC

28 Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis  Invasão das células epiteliais  FimA e integrinas  Arranjos do citoesqueleto  Sinalização MAPK  Alteração [Ca++]  Transcrição de IL8  Produção de proteases digestoras da matriz extracelular 9-12-201528T25 e26 MJC

29 Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis  Invasão das células endoteliais  Presença em placas ateroscleróticas  Invasão in vitro de endotélio  Estímulo de citocinas e CAMs  Mediada por FimA  Fica no autofagosoma que não matura 9-12-201529T25 e26 MJC

30 Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis  Proteolítica  Degradação de matriz extracelular  Degradação de mediadores químicos do hospedeiro  Degradação de receptores do hospedeiro (C5a)  Activação  Prototrombina  Proteina C  Factor X  Kallikrein-kinin  Neutrófilos 9-12-201530T25 e26 MJC

31 Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis  Resposta inflamatória  Promoção  Activação de citocinas e quimocinas  PMN  Monócitos  Células epiteliais  Inibição  IL-1ra  IL-4  Degradação de citocinas  Antagonismo na produção de IL-8 (factores de transcrição)  Diminuição de TLR expressos à superficie 9-12-201531T25 e26 MJC IL-1beta, TNF-alfa, IL-6 e IL-8 Inflama- ção e reabsor -ção óssea

32 Factores de virulência (Mecanismos) - P.gingivalis  Reabsorção óssea, destruição óssea e inibição da formação de osso  Interferência na regulação da actividade de osteoblastos e osteoclastos.  Activação de osteoclastos por LPS  IL-1beta, prostaglandina E2 (PFGE2) e TNF-alfa  aumenta produção de proteases do hospedeiro que destroem tecido conjuntivo e osso e inibem sintese de colagénio pelos osteoblastos. 9-12-201532T25 e26 MJC

33 Factores de virulência (Moléculas e organelos) – A.actinomycemcomitans  Toxinas  Leucotoxinas (específicas para espécie e para células-monócitos, neutrófilos e alguns linfócitos)  Forma poros na membrana plasmática  Citotoxinas (Cytolethal Distending Toxin /Immunosupressive Factor)  Distende células  Pára ciclo celular  Rearranja actina  Causa apoptose  LPS  Polissacárido O antigénio imunodominante  Reabsorção ósseas, agregação plaquetária, necrose da pele  Liga hemoglobina  Activa macrófagos  ↓ IL-1alfa e TNF  ↑ citocinas proinflamatórias e anti inflamatórias 9-12-201533T25 e26 MJC

34 Factores de virulência (Moléculas e organelos) – A.actinomycemcomitans 9-12-2015T25 e26 MJC34  Moléculas que se ligam ao Fc  Inactivação da região Fc dos anticorpos  inactivação da fagocitose  Inactivação do complemento  Vesículas  Leucotoxina, LPS e bacteriocinas  Material extracelular  Glicoproteína adesiva  Indutora de reabsorção óssea  Fimbrias  54kDa e 6.5kDa Flp  Papel na adesão

35 Factores de virulência (Mecanismos) – A.actinomycemcomitans  Adesão  Mais eficiente em células com fimbrias  Coadesão e coagregação apenas com Fusobacterium  Adesão não específica  Locus tad formação de longas fibrilas e pili  Adesão específica a células epiteliais  Fimbrias  ExAmMat  Vesículas  Adesinas (aae)  Adesão a matriz extracelular  OMPs ligam colagénio e fibronectina 9-12-201535T25 e26 MJC

36 Factores de virulência (Mecanismos) – A.actinomycemcomitans  Invasão de células epiteliais  Escapa a fagocitose  Transita entre células vizinhas  Localiza-se nos pólos positivos do microtúbulos 9-12-201536T25 e26 MJC

37 Factores de virulência (Mecanismos) – A.actinomycemcomitans  Interferência com defesas do hospedeiro  Ligação a factores quimiotáticos (inibição de neutrófilos)  Receptores de adesão  Ligação ao endotélio  Inibição e resistência ao H 2 O 2 e outras defensinas do hospedeiro  Reabsorção óssea  SAM  GroEL actua em osteoclastos e osteoblastos  LPS  Provoca a libertação de cálcio  Microvesículas  Apoptose  Activação de caspases 9-12-201537T25 e26 MJC

38 Factores de virulência – Treponema denticola  Proteínas de superfície  Msp com actividade formadora de poros (porina) e adesão (adesina)  Proteases  Proteases tipo quimiotripsina (dentilisina)  Adesão celular, destruição tecidular e invasão dos tecidos  Proteínas ligadoras de ferritina e hemoglobina  Mobilidade e quimiotaxia  Mutantes imóveis não infectam hospedeiro  Adesão  À matriz extracelular, células epiteliais e endoteliais  Coagregação com P.gingivalis e Fusobacterium 9-12-201538T25 e26 MJC

39 Factores de virulência – Treponema denticola  Invasão de tecidos  Não invade as células propriamente ditas mas sim os tecidos  Modulação da resposta do hospedeiro  Inactiva monocitos e neutrófilos 9-12-201539T25 e26 MJC

40 Factores de virulência – E. corrodens  Pili tipo IV  Espécies com pili corroem o agar das placas  Exopolisacarídeo  Ligado à supressão imunológica  LPS  Actividade hemaglutinadora  adesão a células epiteliais  Reabsorção óssea  OMPs  Efeitos citotoxicos em macrófagos  Induz agregação plaquetária  Consome complemento 9-12-201540T25 e26 MJC

41 Factores de virulência – E. corrodens  Adesão  Células epiteliais, macrofagos e eritrócitos  Lectin Like substance (EcLS)  Liga-se a Streptococcus sanguis e Actinomyces viscosus  Indução de citocinas proinflamatórias  IL-6, IL-8 e PGE2  Inibição do crescimento  Esgota lisina do meio convertendo para cadaverina  inibe crescimento de células epiteliais 9-12-201541T25 e26 MJC

42 Factores de virulência – Fusobacterium nucleatum  Toxinas  Butirato, propionato e amónia matam e inibem profliferação de fibroblastos  Coagregação  Muito prevalente com várias espécies de anaeróbios obrigatórios colonizadores tardios  Adesão  Adere fortemente a fibronectina, e colagénio.  Adere especificamente a PMNs, Macrófagos, linfócitos, fibroblastos e células epiteliais 9-12-201542T25 e26 MJC

43 Factores de virulência – Prevotela intermedia  Fimbrias  Vários tipos e tamanhos  Hidrolases  Proteases de Igs  Hemolisinas e hemaglutininas  Coagregação  Muito especifica com Actinomyces  Adesão  A células epiteliais  A colagénio tipo I, fibrinogénio, laminina e IgG.  Invasão de células epiteliais  Indução de citocinas inflamatórias 9-12-201543T25 e26 MJC

44 Factores de virulência – Tanerella forsythia  Hidrolases  Protease tipo tripsina  Protease de cisteina especifica para arginina  Sialidase  Coagregação  Com P.gingivalis e S. cristatus  Adesão  BspA liga a fibrinogénio e fibronectina  Liga-se a eritrocitos, fibroblastos e leucocitos 9-12-201544T25 e26 MJC

45 Destruição tecidular em Perio  Mediada pelo sistema imunitário  Causada directamente por factores de virulência dos MO 9-12-201545T25 e26 MJC

46 Lesão inicial  Histologicamente é uma resposta inflamatória aguda  Alterações vasculares   Degradação do colagénio  Alterações nas células epiteliais  Infiltração dos tecidos por neutrófilos  Infiltrado de células linfóides dominadas por linfócitos T  Perda de colagénio  Migração do epitélio (retração gingival) 9-12-201546T25 e26 MJC

47 Lesão estabelecida  Linfócitos B predominam  Células plasmáticas  MNP  Neutrófilos infiltram-se no epitélio 9-12-201547T25 e26 MJC

48 Lesão avançada  Células plasmáticas predominam  Perda de tecido conjuntivo  Perda óssea 9-12-201548T25 e26 MJC

49 Neutrófilos  Barreira ao nível do epitélio juncional  Patologias raras (neutropenias)  periodontite precoce e severa  Mas c/ MO  mediadores de destruição celular 9-12-201549T25 e26 MJC

50 Factores genéticos de predisposição  Genes de controlo da função dos neutrófilos  IL1 e TNF  Receptores FC nas célula fagociticas 9-12-201550T25 e26 MJC

51 Modelos animais da periodontite  Não há nenhum ideal  Primatas  Semelhança anatómica  MI semelhante  Desenvolvem perio com idade  Histopatologia diferente  Provoca-se perio aumentando a deposição de placa bacteriana  Estudos para o desenvolvimento de vacinas e dos factores que controlam a perda óssea 9-12-201551T25 e26 MJC

52 Modelos animais da periodontite  Roedores  Ratinhos (mice)  Várias diferenças quer na dentição quer na flora  Economia  Conhecimento genético de estirpes  Estudos do papel dos vários determinantes imunológicos  Determinação de patogenicidade e factores de virulência 9-12-201552T25 e26 MJC

53 Modelos animais da periodontite  Roedores  Ratos (Rats)  Dentes maiores  manipulação mais fácil  Utilização de espécie gnotobióticas para ver efeitos de infecção por um único agente  Estudos de vacinação 9-12-201553T25 e26 MJC

54 Bibliografia Capítulo 12 até p 261 Capítulo 33 9-12-201554T25 e26 MJC Capítulo 22-23 Artigos de Keystone pathogens (P.gingivalis e Filifactor allocis)