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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.25.2016.tde-03122021-122351
Document
Auteur
Nom complet
Jose Burgos Ponce
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Bauru, 2016
Directeur
Jury
Lara, Vanessa Soares (Président)
Buzalaf, Camila Peres
Duarte, Marco Antonio Hungaro
Villanueva, Luis Eduardo Chávez de Paz
Titre en anglais
Study of phagocytic ability of human macrophages against different strains of Enterococcus faecalis
Mots-clés en anglais
Enterococcus faecalis
Macrophages
Phagocytosis
Resumé en anglais
Enterococcus faecalis (E. faecalis) is an microorganism present in persistent endodontic lesions, with greater resistance than other bacteria to the calcium hydroxide, an alkaline intracanal dressing which eliminate several bacterial species during endodontic treatment. The objectives of this study were: (a) to evaluate the response of E. faecalis, isolated from root canal, under alkaline-stress, starvation, antimicrobial resistance/susceptibility and biofilm formation on dentin disks; (b) to evaluate the phagocytic ability and the nitric oxide (NO) concentration of human macrophages against root canal E. faecalis isolates submitted to alkaline stress; (c) to evaluate the intensity of TLR2 and CD14 expression on the surface of macrophages challenged with the different bacterial strains. The bacterial strains used were: ATCC 4083 (CANAL 1) and a clinical strain, obtained by us, from a primary endodontic lesion (CANAL 2), both isolated from pulpless teeth; and ATCC29212, isolated from urine (URINE), was a reference for comparison. All strains were inoculated in alkaline-BHI broth for 4, 24, 48 and 72 hours. The alkalineresistant bacteria were seeded in agar and quantified by CFU/mL. Antimicrobial susceptibility of bacterial strains, stressed or not (control) was determined by the Etest and the biovolume after biofilm formation was quantified by microscopy. To evaluate the phagocytic ability, macrophages obtained by culture of peripheral blood monocyte, were challenged with bacterial strains, stressed or not in BHI-alkaline for 30 minutes at 5:1 ratio (bacteria/macrophages) and stained with Acridine Orange. The total of macrophages with internalized bacteria and also the number of internalized bacteria per cell (<5 and 5) were counted. The NO concentration in the supernatants was measured by Griess reaction and the intensity of TLR2 and CD14 expression on the surface of macrophages was also analyzed by flow cytometry. Results shows less resistance to alkaline stress in root canal strains and less resistance to tested antibiotics when compared with urine enterococci. The lack of nutrient was a determining factor for the bacterial growth in all enterococci strains. The biovolume of biofilm formed by all strains were similar, and were not altered after exposure to an alkaline-BHI. In the presence of alkaline-stressed bacteria, there was a smaller number of macrophages with internalized bacteria, when compared to the control. The NO production or the TLR2 and CD14 expression were not altered. Regardless of the strain or alkaline environment, the number of macrophages that showed 5 internalized bacteria per cell was higher. Without an alkaline-stress the NO production results higher in the urine strain, when compared with the root canal strains, however, was not modificated after the exposure of bacteria to alkalinestress. We conclude that root-canal strains have different features when compared with urine enterococci, with the main differences being evident in their resistance/susceptibility to antibiotics; thus, we suggest that researches with aims directed to interpreting responses to endodontic treatment should be conducted with strains from root-canals. Besides, an alkaline environment associated to a starvation condition can reduce bacterial growth. Additionally, alterations in the structure of bacterial cell wall after alkali-stressing possibly made their recognition difficult, reducing their ability to be phagocytized, but not their ability to activate NO production. Therefore, intracanal medication with calcium hidroxyde dressing and coronal restorations, to prevent infiltration, should be critical in treatments of endodontics infections. However, the impact of alkaline stress, in alkaline-resistant enterococci, can impair the phagocytosis, contributing to their persistence in endodontic disease.
Titre en portugais
Estudo da capacidade fagocítica de macrófagos humanos frente a diferentes cepas de Enterococcus faecalis
Mots-clés en portugais
Enterococcus faecalis
Fagocitose
Macrófagos
Resumé en portugais
Enterococcus faecalis (E. faecalis) é um microrganismo presente em lesões endodônticas persistentes, mostrando maior resistência do que outras bactérias ao Hidróxido de Cálcio, um medicamento alcalino que consegue eliminar diversos microrganismos durante o tratamento endodôntico. Assim, os objetivos desse estudo foram: (a) avaliar a resposta de E. faecalis isolados de canal radicular, após estresse alcalino, quanto sobrevivência, crescimento, alteração do pH, resistência/susceptibilidade antimicrobiana e formação de biofilme sobre discos de dentina; (b) avaliar a capacidade fagocítica e produção de óxido nítrico (NO) por macrófagos humanos, frente a bactérias E. faecalis de canais radiculares, submetidas a estresse alcalino; (c) avaliar a expressão de TLR2 e CD14 na superfície dos macrófagos desafiados com as diferentes cepas bacterianas. As cepas utilizadas foram: ATCC4083 (CANAL 1) e uma cepa clínica, obtida por nós, a partir de uma lesão endodôntica primária (CANAL 2), ambas isoladas de canais radiculares; e ATCC29212 isolada de urina (URINA), utilizada como controle. O estresse alcalino foi obtido através da inoculação das bactérias em meio BHIalcalino por 4, 24, 48 e 72 horas. As bactérias alcalino-resistentes foram semeadas em ágar, com ou sem troca do meio, e quantificadas por CFU/mL. A susceptibilidade antimicrobiana das diferentes cepas, estressadas ou não (controle), foi determinada pelo Etest; e o biovolume do biofilme foi quantificado microscopicamente. Para avaliar a capacidade fagocítica, macrófagos obtidos a partir de monócitos do sangue periférico foram desafiados com as diferentes cepas, estressadas ou não em meio BHI-alcalino, por 30 minutos, na proporção 5:1 (bactéria/macrófago), e corados com Laranja de Acridina. Foi contado o total de macrófagos com bactérias internalizadas, considerando o número de bactérias internalizadas por célula (<5 e 5). A concentração de NO foi medida em sobrenadantes, através da reação de Griess, e a expressão de TLR2 e CD14 pelos macrófagos foi analisada por citometria de fluxo. Os resultados revelaram que Enterococcus oriundos de canal radicular foram menos resistentes ao estresse alcalino e mais susceptíveis aos antibióticos testados, do que as bactérias oriundas de urina. A falta de nutrientes foi um fator determinante para o crescimento bacteriano de todas as cepas. O biovolume dos biofilmes foi semelhante para todas as cepas estudadas, e não foi alterado após exposição ao BHI-alcalino. Na presença de bactérias submetidas ao estresse alcalino, houve um menor número de macrófagos com bactérias internalizadas, em comparação ao controle. No entanto, a produção de NO e a expressão de TLR2 e CD14 não foram alteradas. Independentemente da cepa utilizada e da presença de estresse alcalino, a maioria dos macrófagos apresentavam-se com 5 bactérias internalizadas por célula. Na ausência de estresse, as cepas de urina resultaram em maior produção de NO que aquelas oriundas do canal radicular; entretanto, a produção deste gás foi semelhante entre as cepas após estresse alcalino. A partir desses resultados, podemos concluir que bactérias E. faecalis de urina diferem daquelas oriundas do canal radicular, principalmente quanto a susceptibilidade/resistência microbiana; assim sugerimos que estudos envolvendo o campo da Endodontia devam ser realizados com cepas oriundas de canal radicular, preferencialmente que de urina. Concluiu-se ainda que um ambiente alcalino associado a falta de nutrientes pode reduzir o crescimento de E. faecalis. Adicionalmente, o estresse alcalino pode levar a alterações na estrutura da parede de E. faecalis, o que dificulta o seu reconhecimento, reduzindo sua fagocitose, mas não a sua capacidade de ativar a produção de NO, pelos macrófagos. Assim, uma medicação intracanal a base de hidróxido de cálcio associada a restaurações coronais muito bem adaptadas, para se evitar infiltração, é fundamental em tratamentos endodônticos. No entanto, os efeitos do estresse alcalino, nos Enterococcus alcalino-resistentes, podem prejudicar sua fagocitose, contribuindo para sua persistência na doença endodôntica. Palavras-chave:
 
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Date de Publication
2021-12-03
 
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