Modelagem da adesão e formação de biofilme em monocultura de Escherichia coli, Listeria monocytogenes e Salmonella enterica subsp. enterica e avaliação da interação em cocultura com Enterococcus faecalis
Authors:   , Alves Roberta Barbosa Teodoro 
Published: October 2022

A adesão e formação de biofilmes por bactérias patogênicas e deteriorantes são indesejáveis na indústria de alimentos devido aos problemas de contaminação e a difícil remoção no processo de higienização. Desta forma, é importante quantificar e minimizar o risco de adesão e fatores que o afeta, uma ferramenta para 1sso é utilizar a microbiologia preditiva, que permite prever as influências das condições ambientais no comportamento microbiano. Além disso, os biofilmes são formados por várias espécies bacterianas, e possíveis Interações entre as espécies podem ocorrer, por exemplo, as interações sinérgicas podem tornar os membros desta comunidade mais tolerantes e resistentes aos sanitizantes, já nas interações competitivas ou antagônicas pode ocorrer a presença de micro-organismos inibidores de outros individuos nos biofilmes. Nesse contexto, a primeira parte do trabalho aborda o desenvolvimento de modelos matemáticos preditivos de adesão e formação de biofilmes das bactérias Escherichia coli, Listeria monocytogenes, e Salmonella enterica subsp. enterica e E. faecalis, em função dos efeitos do pH e temperatura. Utilizou-se microplacas de poliestireno com 96 poços contendo caldo Brain Heart Infusion em pH ajustado para a adesão e formação de biofilmes, os ensaios foram conduzidos em diferentes combinações de pH (4, 5,6, 7,8,€e 9) e temperatura (5 °C, 15°C, 25 °C, 25 °C e 45 °C). Com os dados experimentais, modelos de probabilidade de regressao logistica foram construidos para cada bacteria, os modelos apresentaram bom ajuste com poder preditivo adequado e, verificou-se que com o aumento da temperatura o risco de o evento acontecer é maior. Na segunda parte do estudo os objetivos foram verificar as interações sinérgicas em cocultura entre as bactérias e avaliar a capacidade antagônica de E. faecalis em competir, excluir ou deslocar os patógenos durante a formação dos biofilmes em diferentes temperaturas e correlacionar essa inibição com as propriedades de autoagregação e coagregação. Finalmente, determinar a cinética de inativação dos micro-organismos patogênicos presentes nos biofilmes em monocultura e em cocultura com E. faecalis sob ação do sanitizantes dicloroisocianurato de sódio e cloreto de benzalcônio e avaliar se houve aumento da resistência para inativação dos biofilmes quando cultivados em cocultura. Poucas ocorrências de efeitos sinérgicos foram encontradas na formação de biofilmes entre os isolados, em 144 combinações houve somente quatro efeitos sinérgicos que foram: S. enterica e L. monocytogenes nas temperaturas de 15 CempH8€e9,a25 CempH8e também E. coli e E. faecalis na temperatura de 35 CepH8. E. faecalis teve pouca capacidade em inibir a formação de biofilmes dos patógenos, promovendo baixas reduções decimais (<1 ciclos log) pelos três mecanismos investigados: competição, exclusão ou deslocamento. A capacidade de coagregação de E. faecalis com os patógenos também foi baixa e, esta baixa porcentagem de coagregação (< 20%) pode indicar porque houve pouca capacidade de inibir ou diminuir a adesão desses patógenos pelos mecanismos de inibição de biofilmes testados. As cinéticas de inativacao dos biofilmes dos patógenos em monocultura ou cocultura com E. faecalis sob ação dos sanitizantes teve um bom ajuste ao modelo bifásico de Cerf, e permitiu informações detalhadas sobre as taxas de inativação correspondentes às subpopulações sensíveis e resistentes e com base nas análises dos parâmetros cinéticos f, kmax, kmax? € valores D, além do tempo de redução de 4 ciclos log ficou claro que não houve aumento da resistência do composto clorado na inativação de todos os patógenos nos biofilmes em cocultura. Nos biofilmes de Salmonella e E. coli em cocultura com E. faecalis também não apresentaram resistência ao cloreto de benzalcônio, entretanto, Listeria em biofilmes de cocultura com E. faecalis, demostrou pelos paramentros cinéticos que ocorreu um aumento da resistência ao cloreto de benzalcônio. As imagens de microscopia eletrônica de varredura obtidas para o biofilme em monocultura e cocultura mostraram que não houve diferença visual na arquitetura dos biofilmes para as espécies estudadas.