Isolamento e caraterização de Lactobacillus spp. da cavidade bucal e sua ação probiótica sob Candida albicans: formação de biofilme, infecção em modelos de invertebrados e expressão dos genes EFG1, HWP1 e ALS1

Rossoni, Rodnei Dennis

O estudo da atividade inibitória de Lactobacillus pode contribuir na descoberta de novas estratégias terapêuticas nas infecções por Candida. Nesse contexto, o objetivo desse estudo foi isolar e identificar Lactobacillus da cavidade bucal de indivíduos livres de cárie e avaliar seu potencial de inibição de C. albicans por meio de estudos in vitro e in vivo. Primeiramente, foram avaliados os efeitos de 30 isolados clínicos de Lactobacillus sobre o número de células viáveis (UFC) em biofilme de C. albicans e sobre a formação de hifas. Os isolados que obtiveram os maiores efeitos inibitórios sobre C. albicans foram selecionados para os testes de determinação da biomassa total dos biofilmes pela absorbância do cristal violeta, análise da arquitetura dos biofilmes por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e quantificação da expressão de genes de C. albicans (ALS3, HWP1, EFG1 e CPH1) por qPCR. Esses isolados também foram submetidos a estudos in vivo usando os modelos de Galleria mellonella e Caenorhabditis elegans. Para o estudo em G. mellonella, a infecção experimental foi avaliada pela curva de sobrevivência, quantificação da carga fúngica na hemolinfa, densidade hemocitária, quantificação da expressão gênica de peptídeos antifúngicos (Gallerymicina e Galiomicina) e monitoramento da infecção de C. albicans por análise de bioluminescência. No modelo de C. elegans, a infecção foi avaliada por meio dos ensaios de curva de sobrevivência e estudo da filamentação de C. albicans. Os resultados dos ensaios in vitro demonstraram que L. paracasei 28.4, L. rhamnosus 5.2 e L. fermentum 20.4 foram as cepas com maior atividade antimicrobiana sobre os biofilmes de C. albicans. Nessas cepas, todos os genes analisados foram regulados negativamente na associação com Lactobacillus quando comparados com o grupo controle. No estudo in vivo, a injeção de L. paracasei 28.4 em G. mellonella infectadas com C. albicans aumentou a sobrevida das larvas, o número de hemócitos e a expressão de peptídeos antifúngicos, reduzindo assim a UFC de C. albicans. Em C. elegans, L. paracasei 28.4 também foi capaz de aumentar a sobrevida dos vermes infectados com C. albicans e reduzir a filamentação. Conclui-se que L. fermentum 20.4, L. paracasei 28.4 e L. rhamnosus 5.2 tem potencial para serem usados como probióticos na cavidade bucal devido sua ação anti-biofilme e sua regulação negativa dos genes de virulência de C. albicans. L. paracasei 28.4 foi capaz de prolongar a sobrevida nos dois modelos experimentais infectados com C. albicans por apresentarem ação antifúngica e imunomodulatória(AU)

The study of the antifungal activity of Lactobacillus may contribute to the discovery of new therapeutic strategies for Candida infections. In this context, the objective of this study was to isolate and identify Lactobacillus from the oral cavity of caries-free subjects and to evaluate its effects through in vitro and in vivo studies. First, the effects of 30 clinical isolates of Lactobacillus on the number of viable cells (CFU) in biofilms of C. albicans and on hyphae formation were evaluated. The isolates that obtained the highest inhibitory effects on C. albicans were selected for biofilm biomass determination by violet crystal absorbance, analysis of biofilm architecture by scanning electron microscopy (SEM) and quantification of the expression of C. albicans (ALS3, HWP1, EFG1 and CPH1) by real time PCR. These isolates were also submitted to in vivo studies using the Galleria mellonella and Caenorhabditis elegans models. For the study in the model of Galleria mellonella, the experimental infection was evaluated by the survival curve, quantification of the fungal load in the hemolymph, hemocitary density, the gene expression of antifungal peptides (Gallerymicin and Galiomicin) and monitoring of C. albicans infection by bioluminescence analysis. In the Caenorhabditis elegans model, the infection was evaluated by the survival curve assays and the study of C. albicans filamentation. The results of in vitro tests demonstrated that L. paracasei 28.4, L. rhamnosus 5.2 and L. fermentum 20.4 were the strains with the highest antimicrobial activity on the biofilms of C. albicans. In these strains, all analyzed genes were negatively regulated in association with Lactobacillus when compared to the control group. In the in vivo study, the injection of L. paracasei 28.4 into the G. mellonella increased survival of the larvae, the number of hemocytes and the expression of antifungal peptides, thus reducing the CFU of C. albicans. In C. elegans, L. paracasei 28.4 was also able to increase the survival of worms infected with C. albicans and reduce the filamentation. We conclude that L. fermentum 20.4, L. paracasei 28.4 and L. rhamnosus 5.2 have potential to be used as probiotics in the oral cavity due to their anti-biofilm action and their negative regulation of virulence genes of C. albicans. L. paracasei 28.4 was able to prolong survival of both experimental models infected with C. albicans for having antifungal and immunomodulatory action(AU)