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2016 Probióticos y Biopelículas

Probióticos y Biopelículas

Investigación

​Probióticos y Biopelículas

sala de conocimiento villavo1.jpg


María del Pilar Angarita Díaz
Docente investigadora de la Facultad de Odontología, sede Villavicencio. 
PhD en Biotecnología de la Universidad Politécnica de Valencia, España, 
Máster en Cooperación al Desarrollo de la Universidad de Valencia, España y 
Microbióloga Agrícola y Veterinaria de la Pontificia Universidad Javeriana






Todos los organismos para poder vivir, requieren de estrategias cooperativas o competitivas que les permita lograr recursos que suplan sus requerimientos fisiológicos. Entre las estrategias desarrolladas por los microorganismos, está la motilidad, la producción de sustancias bactericidas, la adaptación a condiciones adversas, la modificación del ecosistema que habitan, el parasitismo, la evasión inmunológica y los procesos cooperativos como los generados dentro de una biopelícula (1, 2). 

En una biopelícula, las células microbianas están firmemente adheridas a una superficie o interface, donde forman una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (SPE) que ellas mismas producen (2,3). Esto les permite protegerse de condiciones adversas o sustancias tóxicas. El papel de la formación de biopelículas en dispositivos, implantes u otro tipo de materiales, es reconocido como desencadenante de complicaciones que derivan en infecciones. De hecho, cerca del 80% de las infecciones microbianas en el cuerpo, están dadas por la producción de biopelículas en prótesis y en dispositivos de fijación interna (4). 

En el área odontológica, la biopelícula cumple un papel importante debido al establecimiento en la superficie de tejidos duros y blandos, implantes dentales y en restauraciones protésicas, derivando problemas dentales como la caries, enfermedades periodontales y periimplantitis (5).

Por tanto, el desarrollo de nuevas estrategias que controlen la formación de biopelículas, mejorarán la calidad de vida de muchos pacientes. En el área de la biotecnología, se han desarrollado estrategias como los agentes de dispersión, la utilización de bacteriófagos, la modificación superficial, la interferencia bacteriana, entre otras (6,7,8). La interferencia bacteriana está relacionada con la inhibición que ejerce una bacteria sobre otra, debido a la competencia por espacio, recursos, estabilización de las condiciones  y/o a la producción de sustancias tóxicas. Es decir, la utilización de bacterias con características probióticas que controlen el establecimiento de microorganismos patógenos, hacen que sea una estrategia que podría ser clave para el control de la biopelícula en diferentes materiales (9). 

curva L rhamnosus.jpg

Como integrante del grupo GIOMET y el apoyo de la facultad de odontología y la sede de Villavicencio, y con la colaboración de profesores e investigadores de la facultad de odontología de la sede de Envigado, así como la DINAI y el proyecto Multicampus, se realizó una prueba piloto con bacterias probióticas. Esto con el fin de establecer protocolos que permitan estudiar el efecto de inhibición entre las bacterias probióticas Streptococcus dentisani y Lactobacillus rhamnosus, y microorganismos patogénicos formadores de biopelículas en implantes dentales, como es el caso de Streptococcus mutans. 

Para esto se determinó en la curva de crecimiento de Streptococcus mutans, el efecto de los sobrenadantes que contienen las bacteriocinas de los probióticos. En el test con Lactobacillus rhamnosus, se encontró un efecto inhibitorio inmediato sobre las dos cepas de Streptococcus mutans (Fig. 1). Por otro lado, en la prueba con medio sólido para determinar la inhibición del probiótico respecto a las dos cepas de Streptococcus mutans, se detectó con Streptococcus dentisani halos de 9 a 13 mm de diámetro, confirmando así la capacidad inhibitoria de este probiótico.

Además, se realizó un ensayo para comparar la capacidad de adherencia de Streptococcus dentisani y Streptococcus mutans a una superficie de prueba, y estudiar así el grado de inhibición. En esta prueba no se encontraron diferencias significativas en la cuantificación de estas dos bacterias.

Con esta experiencia se continúa avanzando en la línea de probióticos, cuyo inicio ha contado con proyectos multicampus con las sedes de Pasto, Bogotá y Envigado. Entre los avances logrados, está el establecimiento de un protocolo que permite realizar estudios in vitro con probióticos para el control de bacterias patógenas en cavidad oral. Así mismo, se espera construir un proyecto que sea fruto de esta colaboración.

BIBLIOGRAFIA

1. Hibbing M, Fuqua C, Parsek M, Peterson B. Bacterial competition: surviving and thriving in the microbial jungle. Nat Rev microbiol. 2010. 8(1): 15-25.
2. Huang R, Li M, Gregory R. Bacterial interactions in dental biofilm. Virulence. 2011. 2(5): 435-444.
3. Donlan R, Costerton W. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev. 15(2): 167-193.
4. Veerachamy S, Yarlagadda T, Manivasagam G, Yarlagadda PK. Bacterial adherence and biofilm formation on medical implants: a review. Proc Inst Mech Eng. 2014. 228(10): 1083-1099.
5. Dhir S. Biofilm and dental implant: the microbial link. J Indian Soc Periodontol. 2013. 17(1): 5-11.
6. Bronchal S. Bacteriophage therapy: a posible new alternative for oral disease. Int J Curr Microbial App Sci. 2014. 3(6): 437-442.
7. Slayton R, Bryers J, Milgrom P. Biotech and biomaterials to reduce the caries epidemic. BMC Oral Health. 2006. 6 (1).
8. Tagg J, Dierksen K. Bacterial replacement therapy: adapting germ warfare to infection prevention. 2003. 21(5): 217-223.
9. Angarita MP. Probiotics and their relationship with caries control. A topic review. Revista Facultad de Odontología Universidad de Antioquía. 2016. 28(1): 179-202.