Úvod

Biofilm je architektonická kolonie mikroorganismů v matrici extracelulární polymerní látky, kterou produkují. Biofilm obsahuje mikrobiální buňky adherující k sobě navzájem a ke statickému povrchu (živému nebo neživému). Bakteriální biofilmy jsou obvykle patogenní povahy a mohou způsobovat nemocniční infekce. Národní institut zdraví (NIH) odhalil, že mezi všemi mikrobiálními a chronickými infekcemi je 65 %, resp. 80 % spojeno s tvorbou biofilmu.

Obrázek ukazuje kolonii biofilmu.

Běžnou mylnou představou o mikrobiálním životě je, že bakterie existují jako jednotlivé organismy v “planktonním stavu”. Bylo však prokázáno, že mikroorganismy se přirozeně hromadí na nejrůznějších površích; kde vytvářejí přisedlá, sedentární společenstva. Mezi tyto povrchy patří biomateriály, jako jsou kontaktní čočky, zdravotnické prostředky včetně implantátů a močových katétrů. Bakteriální kontaminace implantátů a protetických zdravotnických prostředků způsobující infekce může být život ohrožující a vést k selhání zařízení, chronickým infekcím a vysoké úmrtnosti a nemocnosti.

Infekce spojené s biofilmem

Odhaduje se, že přibližně 65 % všech bakteriálních infekcí je spojeno s bakteriálními biofilmy. Patří mezi ně jak infekce spojené s přístroji, tak infekce nesouvisející s přístroji. Patří mezi ně:

• Infekce související se zařízením (infekce související se zařízením postihující 2 % kloubních náhrad, 4 % u srdečních chlopní, 10 % u komorových zkratů, 40 % u komorových asistenčních zařízení)
• Endokarditida nativních chlopní
• Centrální žilní katétry
• Infekce močových cest
• Celulitida
• Perodontitida
• Infekce močových cest
• Perodontitida
• Osteomyelitida
• Infekce způsobené cystickou fibrózou
• Infekce způsobené CHOPN (chronická obstrukční plicní nemoc)
• Zánět středního ucha
• Rhinosinusitida
• Ne-nehojící se chronické rány
• Meningitida,
• nemocniční pneumonie
• infekce Clostridium Difficile CDI
• infekce ledvin,

současné přístupy k léčbě

U pacientů se tvoří biofilmy rezistentní vůči endogenní obraně hostitele. Biofilmy způsobující infekce postupují a v některých případech se mohou stát chronickým problémem. Léčí se kombinací antibakteriální terapie a debridementu tkání. V případě infekcí spojených s implantáty zahrnuje léčba podávání vysokých dávek antibiotik podle závažnosti infekce, a pokud příznaky přetrvávají, musí dojít k chirurgické náhradě.

Nepříznivé je, že velké dávky antibiotik používané ke klinické léčbě biofilmů přispěly také k rozvoji kmenů bakterií rezistentních vůči antibiotikům. Také bylo zjištěno, že některé bakterie v biofilmech, nazývané “persistující buňky”, jsou spící varianty, které vykazují toleranci k antibiotikům a mohou se aktivovat, když je léčba vysazena.

Viz také Kontrola infekcí

Budoucí směry

Vzhledem k širokému rozšíření biofilmů při onemocněních a jejich odolnosti vůči četným antimikrobiálním léčbám se výzkumu biofilmů věnuje stále větší pozornost. Vzhledem k rostoucí antimikrobiální rezistenci se těžiště současného výzkumu přesouvá od cílení na růst/dělení bakterií, které způsobuje buněčnou smrt nebo dormanci, k novým přístupům.

Níže uvedená 4 videa (celkem cca 10 minut) ukazují některé z těchto nových přístupů, podívejte se.

1. 1.0 1.1 Jamal M, Ahmad W, Andleeb S, Jalil F, Imran M, Nawaz MA, Hussain T, Ali M, Rafiq M, Kamil MA. Bakteriální biofilm a související infekce. Journal of the Chinese Medical Association. 2018 Jan 1;81(1):7-11. Dostupné z: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1726490117302587 (poslední přístup 7.10.2019)
2. British Society for Immunology Biofilms and their role in pathogenesis Dostupné z: https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/pathogens-and-disease/biofilms-and-their-role-in (poslední přístup 7.10.19)
3. 3.0 3.1 Khatoon Z, McTiernan CD, Suuronen EJ, Mah TF, Alarcon EI. Bacterial biofilm formation on implantable devices and approaches to its treatment and prevention [Tvorba bakteriálního biofilmu na implantabilních zařízeních a přístupy k jeho léčbě a prevenci]. Helikon. 2018 Dec 1;4(12):e01067. Dostupné z: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6312881/ (poslední přístup 7.10.19)
4. biofilm Co jsou bakteriální biofilmy? A Six Minute Montage Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=lpI4WCM_9pM (naposledy navštíveno 7.10.19)
5. NIH Metabolomics of Bacterial Biofilms Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=0DSA_8t4-UA&feature=youtu.be (naposledy navštíveno 8.10.2019)
6. UTSWmed Průlomový objev k léčbě infekcí kloubních náhrad Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=2LDNrZldtAU&app=desktop (naposledy navštíveno 8.10.2019)
7. MicroGen DX Javad Parvizi, MD o biofilmových infekcích a sekvenování nového generace Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=8X5SIVbsoao (poslední přístup 8.10.2019)
8. Vomaris Innovations Tvorba biofilmu v ráně a jeho narušení elektrickým polem Dostupné z: https://www.youtube.com/watch?v=xO9LkAAdooU&app=desktop (poslední přístup 8.10.2019)