Comparação do efeito dos bacteriófagos coletados de pacientes saudáveis versus pacientes com doença periodontal no biocontrole da formação e desenvolvimento do biofilme

Abstract

Os bacteriófagos, também chamados de fagos são vírus especializados em infectar bactérias e têm emergido como alternativa inovadora e promissora para o biocontrole microbiano. Objetivo: identificar novos fagos e aplicá-los em superfícies de titânio com a finalidade de controlar Enterococcus faecalis e Serratia marcescens. Metodologia: amostras biológicas foram coletadas da cavidade oral, especificamente do sulco gengival e de bolsas periodontais com profundidade de sondagem superior a 3 mm. Foram isolados 26 bacteriófagos a partir de 14 amostras de bolsa periodontal e de 8 entre 14 amostras do sulco gengival de indivíduos saudáveis, empregando a técnica de duplo ágar. Após múltiplas passagens, os isolados mantiveram estabilidade e títulos virais elevados, variando de >1E+4 a 1E+12. O perfil lítico foi caracterizado por meio da análise morfológica das placas de lise, considerando turbidez, formato, presença de halo, motilidade e diâmetro das Unidades Formadoras de Placas (UFPs). Resultados: sete fagos foram selecionados para caracterização por microscopia eletrônica de transmissão (MET), sendo: PPPSM1, PPGSM4, PPPSM6, PPGSM14, GSPSM18, GSPSM26 e GSPSM27. Entre eles, o fago PPPSM1 se destacou e foi avaliado quanto à sua capacidade de prevenir a formação e promover a desestruturação de biofilmes em superfícies de titânio. Os ensaios foram realizados com multiplicidade de infecção (MOI) de 1000 (1.000 UFP:1 UFC), em três experimentos independentes. A eficácia foi analisada por contagem de células viáveis, microscopia de fluorescência (MF) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O fago PPPSM1 demonstrou significativa atividade antibacteriana, reduzindo células viáveis e controlando biofilmes, tanto na prevenção de sua formação quanto na desagregação de biofilmes estabelecidos em até 1 log (p=0,0245). A ação profilática mostrou-se mais eficaz do que a abordagem curativa. Conclusão: os resultados reforçam o potencial da fagoterapia como estratégia adjuvante na prevenção da periimplantite, destacando-se pela capacidade de reduzir a carga bacteriana, penetrar no biofilme e minimizar o desenvolvimento de resistência antimicrobiana. No entanto, estudos adicionais in vivo são necessários para confirmar esses achados.

Bacteriophages, also called phages are viruses specialized in infecting bacteria that have emerged as an innovative and promising alternative for microbial biocontrol. Objective: to identify novel phages and apply them to titanium surfaces with the aim of controlling Enterococcus faecalis and Serratia marcescens. Methodology: biological samples were collected from the oral cavity, specifically from the gingival sulcus and periodontal pockets with probing depth greater than 3 mm. Twenty-six bacteriophages were isolated from 14 periodontal pocket samples and from 8 out of 14 gingival sulcus samples of healthy individuals, using the double agar technique. After multiple passages, the isolates maintained stability and high viral titers, ranging from >1E+4 to 1E+12. The lytic profile was characterized through morphological analysis of the plaques, considering turbidity, shape, presence of halo, motility, and plaque-forming unit (PFU) diameter. Results: seven phages were selected for transmission electron microscopy (TEM) characterization, being: PPPSM1, PPGSM4, PPPSM6, PPGSM14, GSPSM18, GSPSM26, and GSPSM27. Among them, phage PPPSM1 stood out and was evaluated for its ability to prevent biofilm formation and promote biofilm disruption on titanium discs. The assays were conducted with a multiplicity of infection (MOI) of 1000 (1,000 PFU:1 CFU) in three independent experiments. Efficacy was assessed by viable cell counts, fluorescence microscopy (FM), and scanning electron microscopy (SEM). Phage PPPSM1 demonstrated significant antibacterial activity, reducing viable cells and controlling biofilms, both in preventing their formation and in disrupting established biofilms by up to 1 log (p=0.0245). The prophylactic action proved more effective than the curative approach. Conclusion: the findings reinforce the potential of phage therapy as an adjuvant strategy in the prevention of peri-implantitis, highlighting its ability to reduce bacterial load, penetrate biofilms, and minimize the development of antimicrobial resistance. However, further in vivo studies are required to confirm these results.