A placa como um biofilme

Anteriormente, as bactérias eram estudadas à medida que cresciam em colônias sobre as placas de cultura do laboratório. Uma microscopia mais nova e sofisticada, tal como o laser confocal de varredura e a microscopia de excitação de dois fótons, permitiu examinar os biofilmes em seus estados naturais5,19.

Figure 8. Artistic Depiction of Plaque Biofilm.
Representação artística do biofilme da placa
Figure 8a. Animation of Biofilm
fig08a

Os microorganismos do biofilme se comportam de forma diferente às bactérias em um meio de cultura (ver Tabela 1).

Tabela 1 Propriedades básicas do biofilme 20, 21
  • Comunidade colaboradora de diferentes tipos de microorganismos.
  • Os microrganismos estão dispostos em microcolônias com canais entre as mesmas.
  • As microcolônias estão rodeadas por uma matriz protetora.
  • Diferentes meios de comunicação social nas microcolônias do biofilme.
  • A expressão genética microbiana difere quando os microorganismos estão num biofilme.
  • Os microorganismos têm um sistema de comunicação primitiva.
  • Os microorganismos do biofilme são resistentes a antibióticos, antimicrobianos e à resposta do hospedeiro.

Vista através de um microscópio, as bactérias de um biofilme não se distribuem de maneira uniforme. Estão agrupadas em microcolônias rodeadas por uma matriz intermicrobiana envolvente (Figura 8).

A matriz do biofilme está atravessada por canais de líquido que conduzem o fluxo de nutrientes, produtos de resíduo, enzimas, metabólitos e oxigênio. As microcolônias do interior do biofilme têm microambientes com diferentes valores de pH, disponibilidade de nutrientes e concentrações de oxigênio (Figura 9). As bactérias de um biofilme se comunicam entre elas mediante o envio de sinais químicos (Figura 10). Estes sinais químicos provocam que as bactérias produzam proteínas e enzimas potencialmente daninhas, fatores de virulência que ajudam a que o biofilme intraoral evite os sistemas de defesa do hospedeiro5,6.

Figure 9. Fluid Channels
fig09
Figure 10. Biofilm bacteria communicate by sending out chemical signals
fig10

Nossas tentativas anteriores de prevenir e controlar as doenças periodontais se apoiaram no funcionamento das bactérias cultivadas em condições de laboratório1,5. Uma maior compreensão acerca dos biofilmes tem suposto grandes diferenças entre o comportamento bacteriano em cultura no laboratório e em seus ecossistemas naturais. Por exemplo, as bactérias do biofilme produzem compostos no interior desta que não produzem quando as cultiva. Por outra parte, a matriz do biofilme que rodeia as microcolônias serve como barreira protetora. Isto ajuda a explicar por que os agentes antimicrobianos administrados de forma sistêmica e local nem sempre demonstraram ter sucesso, inclusive quando eram dirigidas a microorganismos específicos. Um investigador estimou que pode ser necessário tomar 1.000 vezes mais a quantidade do fármaco para matar um microorganismo do biofilme que para matar ao mesmo microorganismo em um entorno de flutuação livre ou planctônico20. A matriz protetora do biofilme também ajuda a explicar por que o controle mecânico da placa e a higiene oral pessoal continuaram sendo uma parte integrante do tratamento periodontal17,21. Os biofilmes podem ser eliminados por meios mecânicos. No entanto, começam a se formar imediatamente, razão pela qual a pesquisa continua em busca de formas de combater os biofilmes.