O fenômeno de quorum sensing (sensor de quorum) corresponde a um processo de comunicação intra e interespécies microbianas, medido por sinais químicos extracelulares, denominados moléculas sinalizadoras ou autoindutoras (AI). Estas moléculas são produzidas pelas bactérias durante a sua multiplicação e são liberadas no ambiente. O acúmulo extracelular desses sinais denota a presença de população relativamente densa e faz com que as bactérias apresentem um comportamento coordenado (GRIFFITHS, 2005; READING e SPERANDIO, 2006). Este mecanismo permite que as células controlem muitas de suas funções, tais como expressão de genes de virulência, transferência de plasmídeos, produção de toxinas, formação de biofilmes, produção de
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exopolissacarídeos, esporulação, dentre outros (NAKAYAMA et al., 2006; SIFRI et al., 2002; SIMÕES et al., 2010; ZHU e MEKALANOS, 2003).
Este fenômeno também permite que as bactérias organizem respostas defensivas contra hospedeiros eucarióticos além de favorecer o acesso a nutrientes ou a nichos ambientais mais favoráveis e de aperfeiçoar a capacidade das bactérias de se diferenciarem em formas mais bem adaptadas a sobreviverem em ambientes hostis, onde as condições de crescimento são restritas (VIANA, 2006).
As bactérias utilizam várias “linguagens”, dependendo se a comunicação ocorre entre a própria espécie ou entre diferentes espécies (GRIFFITHS, 2005). As acil homoserinas lactonas (sinalização tipo LuxR/AI1) e os oligopeptídeos são as principais moléculas autoindutoras envolvidas na comunicação intraespécie em bactérias Gram-negativas e Gram-postivas, respectivamente.
A molécula de furanosil borato diester (sinalização tipo LuxS/AI2) está envolvida na comunicação interespécie (entre micro-organismos Gram-positivos e Gram-negativos), denominada sistema “universal” de comunicação. O gene luxS codifica a enzima S-ribosilhomocisteinase. Esta enzima participa do metabolismo da S-adenosilmetionina (SAM) e atua na produção de autoindutores-2 (AI-2). Esse processo ocorre através de três etapas enzimáticas (SCHAUDER et al., 2001): 1) Após várias reações de metiltransferase, a SAM é transformada em S-adenosil homocisteína (SAH);
2) SAH sofre uma reação catalizada pela enzima Pfs gerando adenina e S-ribosil homocisteína (SRH).
3) LuxS converte SRH em homocisteína e 4,5-diidroxi-2,3-pentanediona (DPD). Este último composto é muito instável e reage espontaneamente com a água para formar diferentes furanonas, conhecidas coletivamente como AI-2.
A enzima Fsr também está envolvida na produção de AI-2. Em E. faecalis, o sistema Fsr é responsável pela modulação da expressão do fator de virulência
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gelatinase (codificado pelo gene gelE), bem como na formação de biofilmes (HANCOCK e PEREGO, 2004; PILLAI et al., 2004).
Os biofilmes por serem constituídos de agregados de células, se tornam um ambiente propício para a comunicação célula-célula, denominado quorum sensing. Esta comunicação pode desempenhar um papel tanto na ligação de células quanto no desprendimento de biofilmes (BASSLER, 2002; DONLAN, 2002).
Para muitos patógenos bacterianos, a produção de biofilme é regulada pelo sistema quorum sensing (AUGER et al., 2006; HARDIE e HEURLIER, 2008; READING e SPERANDIO, 2006; ZHU e MEKALANOS, 2003). SHAO et al. (2012) e AUGER et al. (2006) constataram que o AI-2 desempenha um papel importante no aumento da formação de biofilme de E. faecalis e B. cereus, respectivamente.
Para L. monocytogenes, os dados da literatura têm mostrado o efeito inverso do LuxS/AI-2 na formação do biofilme (BELVAL et al., 2006; SELA et al., 2006). Segundo BELVAL et al. (2006), a eliminação do LuxS levou a formação de um biofilme mais denso de L. monocytogenes.
O estudo de AUGER et al. (2006) também constatou que o aumento do nível de AI-2 no meio resultou numa diminuição da densidade do biofilme de B.
cereus. Este resultado indica que a presença de AI-2 também pode provocar a
liberação de uma grande proporção das células do biofilme.
Esta comprovado que o tipo de bactéria, concentração de células e nutrientes disponíveis no meio afetam o sistema QS (SURETTE e BASLER, 1998). Entretanto, até o momento, não há muito estudos que mostrem a relação do sistema QS na formação de um biofilme multiespécie. Portanto, estudos neste sentido devem ser conduzidos para elucidar os mecanismos de QS na participação de biofilmes.
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