Introduzione

Un biofilm è una colonia architettonica di microrganismi, entro una matrice di sostanza polimerica extracellulare che essi producono. Il biofilm contiene cellule microbiche aderenti le une alle altre e a una superficie statica (vivente o non vivente). I biofilm batterici sono di solito di natura patogena e possono causare infezioni ospedaliere. Il National Institutes of Health (NIH) ha rivelato che tra tutte le infezioni microbiche e croniche, il 65% e l’80%, rispettivamente, sono associate alla formazione di biofilm.

L’immagine mostra una colonia di biofilm.

Un comune malinteso sulla vita microbica è che i batteri esistono come organismi individuali in uno “stato planctonico”. Tuttavia è stato dimostrato che i microrganismi si accumulano naturalmente su un’ampia varietà di superfici, dove formano comunità sessili e sedentarie. Queste superfici includono biomateriali come le lenti a contatto, dispositivi medici tra cui impianti e cateteri urinari. La contaminazione batterica su impianti e dispositivi medici protesici che causano infezioni può essere pericolosa per la vita, portando a guasti dei dispositivi, infezioni croniche e alti tassi di mortalità e morbilità.

Infezioni associate al biofilm

Si stima che circa il 65% di tutte le infezioni batteriche siano associate a biofilm batterici. Queste includono sia le infezioni associate a dispositivi che quelle non associate a dispositivi. Queste includono:

• Infezioni legate ai dispositivi (le infezioni legate ai dispositivi riguardano il 2% delle sostituzioni articolari, il 4% per le valvole cardiache, il 10% per gli shunt ventricolari, 40% per i dispositivi ventricolari assistiti)
• Endocardite della valvola nativa
• Cateteri venosi centrali
• Infezione del tratto urinario
• Cellulite
• Perodontite
• Osteomielite
• Infezioni da fibrosi cistica
• Infezioni da BPCO (Broncopneumopatia cronica ostruttiva)
• Otite media
• Rinosinusite
• Nonferite croniche non guaribili
• Meningite,
• Polmonite acquisita in ospedale
• Infezione da Clostridium Difficile CDI
• Infezioni renali,

Approcci terapeutici attuali

Nei pazienti, i biofilm che si formano sono resistenti alle difese endogene dell’ospite. I biofilm che causano infezioni sono progressivi, e in alcuni casi possono diventare un problema cronico. Vengono trattati con una combinazione di terapie antibatteriche e debridement dei tessuti. Nel caso di infezioni associate all’impianto, il trattamento comprende la somministrazione di antibiotici ad alte dosi a seconda della gravità dell’infezione, e se i sintomi persistono, allora deve avvenire la sostituzione chirurgica.

Sfortunatamente, le grandi dosi di antibiotici usate per trattare clinicamente i biofilm hanno anche contribuito allo sviluppo di ceppi di batteri resistenti agli antibiotici. Inoltre si è visto che alcuni batteri all’interno dei biofilm, chiamati “cellule persister”, sono varianti dormienti che mostrano tolleranza agli antibiotici e possono diventare attivi quando la terapia viene ritirata.

Vedi anche Controllo delle infezioni

Direzioni future

Data la diffusa distribuzione dei biofilm nelle malattie e la loro resilienza a numerosi trattamenti antimicrobici, la ricerca sui biofilm sta ricevendo maggiore attenzione. A causa della crescente resistenza antimicrobica, l’attenzione della ricerca attuale si sta spostando dal colpire la crescita/divisione batterica che causa la morte cellulare o la dormienza, verso nuovi approcci.

I 4 video qui sotto (circa 10 minuti in totale) mostrano alcuni di questi nuovi approcci, date un’occhiata.

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. Biofilm batterico e infezioni associate. Journal of the Chinese Medical Association. 2018 Jan 1;81(1):7-11. Disponibile da: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1726490117302587 (ultimo accesso 7.10.2019)
2. British Society for Immunology Biofilms and their role in pathogenesis Disponibile da: https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/pathogens-and-disease/biofilms-and-their-role-in (ultimo accesso 7.10.19)
3. 3.0 3.1 Khatoon Z, McTiernan CD, Suuronen EJ, Mah TF, Alarcon EI. Formazione di biofilm batterico su dispositivi impiantabili e approcci al suo trattamento e prevenzione. Heliyon. 2018 Dec 1;4(12):e01067. Disponibile da: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6312881/ (ultimo accesso 7.10.19)
4. biofilm Cosa sono i biofilm batterici? A Six Minute Montage Disponibile da: https://www.youtube.com/watch?v=lpI4WCM_9pM (ultimo accesso 7.10.19)
5. NIH Metabolomics of Bacterial Biofilms Disponibile da: https://www.youtube.com/watch?v=0DSA_8t4-UA&feature=youtu.be (ultimo accesso 8.10.2019)
6. UTSWmed Breakthrough discovery to treat prosthetic joint infections Disponibile da: https://www.youtube.com/watch?v=2LDNrZldtAU&app=desktop (ultimo accesso 8.10.2019)
7. MicroGen DX Javad Parvizi, MD sulle infezioni da biofilm e il sequenziamento Next-Gen Disponibile da: https://www.youtube.com/watch?v=8X5SIVbsoao (ultimo accesso 8.10.2019)
8. Vomaris Innovations Wound Biofilm Formation and Disruption by Electric Field Disponibile da: https://www.youtube.com/watch?v=xO9LkAAdooU&app=desktop (ultimo accesso 8.10.2019)