UPCII M Microbiologia Teórica 26-27 2º Ano 2013/2014

Sumário: Capítulo XX. Doenças Periodontais Agentes etiológicos das patologias periodontais Virulência dos agentes microbianos associados à doença periodontal Mecanismos imunopatogénicos de destruição de tecidos em doença periodontal Capítulo XXI. Doenças Periodontais Fontes de infecção “One Visit Endodontics” Considerações microbiológicas sobre obturação Agentes antibacterianos utilizados na desinfecção endodôntica Infecções focais T26-27 MJC 27-11-2013

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) T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

Invasão das células epiteliais P. gingivalis Integrinas Acção sobre o citoesqueleto Inibição da apoptose Como resultado da invasão por peridontopatogénicas as células epiteliais podem acionar a secreção de interleucinas. T26-27 MJC 27-11-2013

Estabelecimento da etiologia Postulados de Koch? Dificuldades no cultivo Presença em Indivíduos/locais saudáveis Dificuldades de identificação Falta de modelo animal T26-27 MJC 27-11-2013

Alternativas Associação Eliminação Resposta do hospedeiro Patogenicidade em modelos animais Factores de virulência Porphyromonas gingivalis Aggregatibacter actinomycemcomitans In the illustration above, the gingival margin (gum line seen at the right of the figure) serves to differentiate two types of plaque: the supragingival plaque seen at the top and the subgingival plaque seen at the bottom of the pocket. Note that the kinds of bacteria (germs) in the two types of plaque are different, with worm-like spirochetes and gram negative rods (G-R) dominating the subgingival plaque. It is these spirochetes and gram negative rods that contribute to periodontal disease, as they release toxins into the gingival (gum) tissue, with a few even penetrating into the tissue, where they are destroyed by host inflammatory cells. Host inflammatory cells are represented in the figure as T cells (T with circle, T-lymphocytes), B cells (B with circle, B-lymphocytes), M cells (M with circle, monocytes/ macrophages) and polymorphonuclear cells (circles with the curved black C-like structure inside). The inflammatory cells cause the gums to redden, swell and bleed, in a process known as inflammation. This inflammatory condition can usually be detected by the dentist or dental hygienist. Clinical studies have shown that the bacteria that cause these inflammatory reactions can be kept at low levels by cleaning or debriding the roots of the teeth by a dental procedure known as scaling and root planing (debridement). This procedure has to be repeated several times during the year in a patient with periodontal pockets. If the pockets are 6 mm or deeper, then debridement is difficult to achieve, and the clinician usually uses a surgical procedure to gain access to the inaccessible plaque and calculus deposits. Certain teeth that are extensively involved are often extracted, as clinical experience indicates that they will not respond to the cleaning procedures. This approach reportedly is successful in about 80 to 85% of patients with advanced forms of periodontal disease, who receive treatment. When the debridement approach fails, as in the so-called refractory patient, these individuals are often given systemic antibiotics. T26-27 MJC 27-11-2013

Factores de virulência A. actinomycetemcomitans P. gingivalis Associação >Crónicas e LAP (Tecidos do hospedeiro) 25% saudáveis > Lesões periodontais Eliminação Lesões tratadas (=0) Lesões recorrentes (>) Resposta > de Ac no FC e soro LAP > de Ac no FC e soro (Perio) Modelo Roedores Roedores e primatas não humanos Factores de virulência Ver à frente 27-11-2013 T26-27 MJC

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 T26-27 MJC 27-11-2013

Porphyromonas gingivalis Anaeróbio Não móvel Bastonete G- Associada a lesões 25% locais saudáveis têm Há diferentes estirpes T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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) T26-27 MJC 27-11-2013

Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis 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 T26-27 MJC 27-11-2013

Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis 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) Comparados com enterobacterias T26-27 MJC 27-11-2013

Factores de virulência (Moléculas) de P.gingivalis Cápsula polissacárida Seis serótipos existentes Encapsuladas menos fagocitadas  mais virulentas Cápsula mascara LPS T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 IL-1beta, TNF-alfa, IL-6 e IL-8 Inflama-ção e reabsor-ção óssea T26-27 MJC 27-11-2013

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. T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

Factores de virulência (Moléculas e organelos) – A.actinomycemcomitans 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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

Factores de virulência (Mecanismos) – A.actinomycemcomitans Invasão de células epiteliais Escapa a fagocitose Transita entre células vizinhas Localiza-se nos pólos positivos do microtúbulos T26-27 MJC 27-11-2013

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 H2O2 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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

Destruição tecidular em Perio Mediada pelo sistema imunitário Causada directamente por factores de virulência dos MO T26-27 MJC 27-11-2013

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) T26-27 MJC 27-11-2013

Lesão estabelecida Linfócitos B predominam Células plasmáticas MNP Neutrófilos infiltram-se no epitélio T26-27 MJC 27-11-2013

Lesão avançada Células plasmáticas predominam Perda de tecido conjuntivo Perda óssea T26-27 MJC 27-11-2013

Neutrófilos Barreira ao nível do epitélio juncional Patologias raras (neutropenias)  periodontite precoce e severa Mas c/ MO  mediadores de destruição celular T26-27 MJC 27-11-2013

Factores genéticos de predisposição Genes de controlo da função dos neutrófilos IL1 e TNF Receptores FC nas célula fagociticas T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

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 T26-27 MJC 27-11-2013

Bibliografia Capítulo 12 até p 261 Capítulo 23-26 Capítulo 33 T26-27 MJC 27-11-2013

Endodontia Polpa dentária Tecido conjuntivo altamente vascularizado com nervos e células do SI Dentro da câmara pulpar que protege de trauma e intrusão microbiana. Logo é estéril No entanto ocorrem infecções da polpa: Infecções secundárias, Causas iatrogénicas, Trauma oclusal (raro) São infecções endógenas oportunistas T26-27 MJC 27-11-2013

História Infecção endodôntica Dente “morto” Foco de infecção Extração T26-27 MJC 27-11-2013

História Infecções endodonticas são causadas por microrganismos Utilização de técnicas de assépsia cirúrgica ao “trabalhar” na cavidade oral. Isolar o dente durante o trabalho endodôntico Usar agentes desinfectantes quando se trata o dente Cultura do material removido durante o tratamento endodôntico para ajudar na terapia e prognóstico. Até cerca de 1950 não havia consenso sobre a natureza infecciosa da inflamação pulpar. Isso acontece com o artigo de Kakehashi, 1965. T26-27 MJC 27-11-2013

Tubos dentinários No laboratório S.mutans e gordonii invadem TD mas Pg não só em associação com Streptococci. albumina, transferrina, tenascina e protoglicanos T26-27 MJC 27-11-2013

Progresso da infecção endodôntica T26-27 MJC 27-11-2013

Fontes infecciosas O princípio do tratamento endodôntico  tratamento cirúrgico de feridas. Lesões endodônticas são frequentemente lesões secundárias de cárie que podem iniciar mesmo antes de haver exposição pulpar. Muitos do MO isolados de lesões endodônticas iniciais são Streptococcus não hemolíticos. Podem também resultar da exposição da polpa por quebra de integridade da câmara pulpar ou por forçar MO pelos canais dentários (tratamento de dentisteria). Infecção de canais acessórios, foramen apical associadas a perio T26-27 MJC 27-11-2013

Infecções dos canais radiculares T26-27 MJC 27-11-2013

Micorbiota associado a infecções endodonticas MO isolados por cultura: Bacteroides 70% Prevotella 60% Lactobacillus 51% Streptococci orais 41% Clostridium 36% Fusobacterium 33% Propionobacterium 29% Peptostreptococcus 25% Corynebacterium 25% MO identificados por PCR: Cerca de 20% da flora da cavidade oral Não há Porphyromonas Quase o dobro de espécies diferentes que o isolado em cultura (12-20) Bacteroides e Firmicutes continuam a ser os mais abundantes T26-27 MJC 27-11-2013

Infecções sintomáticas e assintomáticas Diversidade diminui com o avançar da infecção T26-27 MJC 27-11-2013

Enterococcus fecalis Gram positivo anaeróbio facultativo Associado a necrose pulpar Bastante resistente (cultura) Acumula frequentemente plasmídeos de resistência e por isso é de tratamento difícil Tem a capacidade de se ligar ao colagénio T26-27 MJC 27-11-2013

Cultivo da flora é útil? Não é possível esterilizar os canais Debridamento é essencial e Controlo da infecção hipoclorito de sódio peróxido de hidrogénio Hidróxido de cálcio Antibacterianos (penicilina) T26-27 MJC 27-11-2013

One visit endodontics = tratamento cirúrgico de feridas. Como se tratam feridas? Cortar Limpar Fechar Neste tipo de procedimento OVE o principio é o mesmo Acesso Debridamento Desinfeção Selagem T26-27 MJC 27-11-2013

Abcessos dentoalveolares Obturação Antibioterapia Debridamento, etc Perigo do abcesso funcionar como foco de infeção Após a eliminação da dor, pode voltar a selar-se com agentes com propriedades antimicrobianas. Solução controversa e perigosa  alastramento da infecção. T26-27 MJC 27-11-2013

Agentes antibacterianos Hidróxido de cálcio Alkalino sem ser caustico Estimula regeneração dentinária T26-27 MJC 27-11-2013

Infecção endodontica T26-27 MJC 27-11-2013

Infecção endodontica T26-27 MJC 27-11-2013

Bibliografia Capítulo 14 e 15 Capítulo 29, 30 Capítulo 35 T26-27 MJC 27-11-2013