Desde o início da ciência da Microbiologia que as bactérias e fungos unicelulares foram vistos como organismos que vivem predominantemente isolados e sem interações com os restantes microrganismos. Nas últimas décadas, esta visão simplista da vida à escala microscópica tem vindo a modificar-se. A teoria emergente é que, tal como no ser humano, as células microbianas estão programadas para interagir e formar comunidades com o intuito de melhor aproveitar as condições ambientais envolventes. Essas comunidades, conhecidas como biofilmes, envolvem interações e estruturas altamente complexas, tendo já sido também apelidadas de “cidades dos microrganismos”. Sabe-se agora que os biofilmes têm um forte impacto no ambiente e na atividade humana, contribuindo quer para a sustentabilidade ecológica da Terra, quer para a disseminação de doenças infeciosas e o aparecimento de resistências a antibióticos. O presente livro pretende reunir o conhecimento científico acumulado nas últimas décadas que revolucionou a ciência da microbiologia e seus mais variados aspetos. Como tal, a obra encontra-se dividida em secções distintas, abordando os temas gerais da Microbiologia na Saúde, Ambiente, e Indústria. Destina-se a estudantes do ensino superior e a investigadores em início de carreira da comunidade de países de Língua Oficial Portuguesa, ligados à área da Microbiologia, da Bioengenharia e das Ciências da Vida.
Prefácio Biografias Agradecimentos Secção I: Introdução à ciência e engenharia dos biofilmes 1 Breve história da ciência e engenharia dos biofilmes 2 Que vantagens têm os microrganismos em formar um biofilme? 3 O impacto dos biofilmes na atividade humana 4 A matriz dos biofilmes: o truque para sobreviver nas mais hostis condições ambientais Secção II: Biofilmes na saúde 5 Prevalência de biofilmes nosocomiais em Portugal e no Brasil 6 Biofilmes de Staphylococcus em dispositivos médicos 7 Impacto dos biofilmes na fibrose cística 8 Biofilmes em cateteres urinários 9 Biofilmes orais 10 O papel dos biofilmes na vaginose bacteriana 11 O impacto clínico de biofilmes de espécies de Candida Secção III: Biofilmes no meio ambiente 12 Utilização de biofilmes em biorremediação 13 Comunidades microbianas em grânulos 14 Biofilmes microalgais 15 Biofilmes em monumentos Secção IV: Biofilmes na indústria 16 Reatores de biofilme 17 Biofilmes em condutas de água potável 18 Biofilmes na indústria alimentar 19 Biofilmes nas Estações de Tratamento de Águas Residuais Secção V: Controlo da formação de biofilmes 20 O problema da resistência a antibióticos em biofilmes 21 A resposta do sistema imunitário a infeções por biofilmes 22 Uso de bacteriófagos para o controlo de biofilmes 23 O uso de probióticos no controlo da formação de biofilmes 24 Estratégias de controlo de biofilme com recurso a produtos naturais antimicrobianos 25 Controlo químico de biofilmes industriais Secção VI: Modelação de biofilmes e bioinformática 26 Adesão microbiana a superfícies bióticas e abióticas 27 Modelação de biofilmes 28 Aquisição e análise de dados de biofilme em larga escala Secção VII: Métodos e protocolos para a formação e estudo de biofilmes 29 Métodos de adesão inicial in vitro 30 Métodos para o estudo de biofilmes em biorreatores 31 Técnicas de microscopia para o estudo de biofilmes 32 Utilização de proteínas de fusão para estudo de biofilmes 33 Métodos imunológicos aplicados nos estudos de biofilmes 34 Métodos de tipagem molecular para a caracterização de biofilmes Índice de microrganismos Glossário
Sobre os cordenadores Nuno F. Azevedo e Nuno Cerca são ambos investigadores auxiliares do programa governamental “Compromisso com a Ciência” e doutorados pela Universidade do Minho em Engenharia Química e Biológica. Nuno F. Azevedo também trabalhou na Universidade de Southampton, no Reino Unido, e atualmente desempenha as funções de investigador no Laboratório de Engenharia de Processos, Ambiente e Energia, no Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, onde leciona ao curso de Bioengenharia. Os seus interesses académicos incluem: biofilmes mistos, biotecnologia e bioinformática. Foi promotor de uma spin-off da Universidade do Minho chamada DNAMiMics, que posteriormente deu origem à empresa de biotecnologia Biomode SA. Obteve vários prémios relacionados com a sua atividade de investigação e empreendedorismo, como por exemplo o Prémio GlaxoSmithKline durante o evento “IdeaSpring 2008” do programa MIT-Portugal. Nuno Cerca também trabalhou na Universidade de Harvard, nos Estados Unidos da América (EUA), ao abrigo de uma Bolsa Fulbright, e posteriormente esteve na Universidade da Commonwealth da Virginia, também nos EUA. Atualmente desempenha as suas funções de investigador no Instituto de Biotecnologia e Bioengenharia – Centro de Engenharia Biológica, na Universidade do Minho, onde leciona ao mestrado integrado de Engenharia Biológica, mestrado de Bioengenharia e programa doutoral de Engenharia Biológica. Os seus interesses académicos incluem: infeções por biofilmes microbianos, biologia molecular e imunologia. Foi o presidente fundador da Associação Nacional de Investigadores Científicos (ANICT) e é atualmente membro da direção da ANICT, assim como Membro do Conselho da Escola de Engenharia da Universidade do Minho.