Avaliação in vitro da formação de biofilme por cepas de Candida spp. provenientes de indivíduos diabéticos e não diabéticos em ambiente sem e com suplementação de glicose / In vitro evaluation of biofilm formation by Candida spp. strains from diabetic and non-diabetic individuals in environment without and with glucose supplementation

É notório o papel do diabetes mellitus como fator de risco para o desenvolvimento de doenças bucais, como a candidíase bucal, cárie e a periodontite. Assim, este estudo tem como objetivo avaliar a formação de biofilme por cepas de Candida spp. provenientes de diabéticos e não diabéticos em ambiente sem e com suplementação de glicose. Trata-se de um estudo experimental laboratorial in vitro, em três etapas. Etapas um e dois, de obtenção e identificação de 48 cepas de Candida spp., sendo que 32 de C. albicans e 16 de C. glabrata, com auxílio da técnica de PCR. Ainda, a etapa três, de processamento microbiológico, com a avaliação da capacidade de formação de biofilme por três ensaios distintos: I) determinação do número de unidades formadoras de colônia (UFC/mL); II) matéria seca dos biofilmes; III) taxa de crescimento de biofilme em fundo de placa de poliestireno. Inicialmente, objetivando simular as características observadas in vivo, o fundo das placas de cultivo recebeu 400 µL de saliva humana para formação da película adquirida. Decorrida a incubação a 37 °C por 24 h, a saliva foi descartada e cada poço de cultura recebeu suspensão padronizada das leveduras (106 UFC/mL) em Saubouraud Dextrose Broth sem suplementação e com suplementação de glicose a 2 e 10 mg/mL, e as placas foram incubadas a 37 °C por 48 h. Para avaliação do número de UFC/mL, o biofilme aderido foi coletado, diluído seriamente e cultivado em placas de Petri com Sabouraud Dextrose Agar. Após incubação os resultados foram expressos em log UFC/mL. Para a avaliação da matéria seca, a solução remanescente foi liofilizada e mensurada em balança de precisão. A taxa de crescimento de biofilme foi avaliada por microscopia Operetta CLS High Content e o FilmTracer(TM) LIVE/DEAD Biofilm Viability kit, conforme o protocolo do fabricante. Posteriormente, 10 imagens por poço foram obtidas e digitalizadas com ampliação de 40 ×. A área recoberta por biofilme (µm2) das imagens foi avaliada com auxílio do software Harmony High Content Imaging. Os dados apresentaram distribuição não normal, e a comparação entre as cepas de diabéticos e não diabéticos foi realizada pelo teste U Mann-Whitney. O teste de Kruskal-Wallis one way foi utilizado para verificar diferenças entre as condições de suplementação de glicose. O nível de significância estatística adotado foi de α = 5%. Os valores de UFC/mL mostraram um maior crescimento das cepas de C. albicans dos pacientes diabéticos em relação aos não diabéticos nas três suplementações (p < 0,001). Por outro lado, acerca da matéria seca em 10 mg/mL e da taxa de crescimento de biofilme sem suplementação de glicose e a 2 mg/mL, os resultados indicaram uma formação de biofilme maior para cepas de C. albicans dos não diabéticos (p < 0,001). Em conclusão, cepas de C. albicans e C. glabrata provenientes de diabéticos e não diabéticos em ambiente sem e com suplementação de glicose apresentaram resultados distintos quanto à formação de biofilme, por diferentes técnicas

The role of diabetes mellitus is notorious as a risk factor for development of oral diseases, such as oral candidiasis, dental caries, and periodontitis. Thus, this study aimed to evaluate biofilm formation by Candida spp. strains from diabetic and non-diabetic individuals in environment without and with glucose supplementation. This is an in vitro experimental laboratory study, in three stages. Stages one and two of obtainment and identification of 48 Candida spp. strains, with 32 of C. albicans and 16 of C. glabrata, with the help of PCR technique. Also, stage three, of microbiological processing, with evaluation of biofilm formation capacity by three different assays: I) determination of the number of colony forming units (CFU/mL); II) biofilm dry matter; III) biofilm growth rate on the bottom of polystyrene plates. Initially, aiming to simulate the characteristics observed in vivo, the bottom of the cultivation plates received 400 µL of human saliva for formation of acquired pellicle. After the incubation at 37 °C for 24 h, the saliva was discarded and each culture well received standardized suspension of yeast (106 CFU/mL) in Saubouraud Dextrose Broth without supplementation and with glucose supplementation at 2 and 10 mg/mL, and the plates were incubated at 37 °C for 48 h. To assess the number of CFU/mL, the adhered biofilm was collected, seriously diluted, and cultivated in Petri dishes with Sabouraud Dextrose Agar. After the incubation, the results were expressed in log CFU/mL. To assess the dry matter, the remaining solution was lyophilized and measured on a precision scale. The biofilm growth rate was evaluated by Operetta CLS High Content microscopy and FilmTracer(TM) LIVE/DEAD Biofilm Viability kit, according to manufacturer's protocol. Later, 10 images per well were obtained and digitalized with 40 × magnification. The area covered by biofilm (µm2) of the images was assessed with the help of Harmony High Content Imaging software. Data showed non-normal distribution, and the comparison among the diabetic and non-diabetic strains was performed by Mann-Whitney U test. Kruskal-Wallis one-way test was used to verify differences between conditions of glucose supplementation. The level of statistical significance adopted was α = 5%. The values of CFU/mL showed greater growth of the diabetic patient's strains in relation to the non-diabetic ones (p < 0.001). On the other hand, regarding dry matter at 10 mg/mL and the growth rate of biofilm without glucose supplementation and at 2 mg/mL, the results indicated a higher biofilm formation for strains of C. albicans from non-diabetic individuals (p <0.001). In conclusion, C. albicans and C. glabrata strains from diabetic and non-diabetic individuals in environment without and with glucose supplementation showed different results concerning the biofilm formation, using different techniques

The secreted acid trehalase encoded by the CgATH1 gene is involved in Candida glabrata virulence

BACKGROUND Candida glabrata yeast is the second cause of candidiasis worldwide. Differs from other yeasts since assimilates only glucose and trehalose (a characteristic used in rapid identification tests for this pathogen) by secreting into the medium a highly active acid trehalase encoded by the CgATH1 gene. OBJECTIVE This study aimed to characterise the function of the acid trehalase in the physiopathology of C. glabrata. METHODS Gene deletion was performed to obtain a mutant ath1Δ strain, and the ability of the ath1Δ strain to grow in trehalase, or the presence of trehalase activity in the ath1Δ yeast cells, was verified. We also tested the virulence of the ath1Δ strain in a murine model of infection. FINDINGS The ath1Δ mutant strain grows normally in the presence of glucose, but loses its ability to grow in trehalose. Due to the high acid trehalase activity present in wild-type cells, the cytoplasmic neutral trehalase activity is only detected in the ath1Δ strain. We also observed a significantly lower virulence of the ath1Δ strain in a murine model of infection with either normal or immunocompromised mice. MAIN CONCLUSIONS The acid trehalase is involved in the hydrolysis of external trehalose by C. glabrata, and the enzyme also plays a major virulence role during infectivity.