Introduction

Een biofilm is een architecturale kolonie van micro-organismen, binnen een matrix van extracellulaire polymere substantie die zij produceren. Biofilm bevat microbiële cellen die aan elkaar en aan een statisch oppervlak (levend of niet-levend) kleven. Bacteriële biofilms zijn gewoonlijk pathogeen van aard en kunnen ziekenhuisinfecties veroorzaken. Het National Institutes of Health (NIH) onthulde dat van alle microbiële en chronische infecties, respectievelijk 65% en 80% geassocieerd worden met biofilmvorming.

De afbeelding toont een kolonie biofilm.

Een veel voorkomende misvatting over het microbiële leven is dat bacteriën bestaan als individuele organismen in een ‘planktonische toestand’. Er is echter aangetoond dat micro-organismen zich van nature ophopen op een grote verscheidenheid van oppervlakken; waar zij sessiele, sedentaire gemeenschappen vormen. Deze oppervlakken omvatten biomaterialen zoals contactlenzen, medische hulpmiddelen waaronder implantaten en urinekatheters. Bacteriële besmetting op implantaten en medische prothesen die infecties veroorzaken, kan levensbedreigend zijn en leiden tot falen van het implantaat, chronische infecties en hoge mortaliteits- en morbiditeitscijfers.

Infecties geassocieerd met biofilm

Geschat wordt dat ongeveer 65% van alle bacteriële infecties geassocieerd wordt met bacteriële biofilms. Deze omvatten zowel apparaat- als niet-apparaat-geassocieerde infecties. Deze omvatten:

• Apparaatgerelateerde infecties (apparaatgerelateerde infecties komen voor bij 2% van de gewrichtsvervangingen, 4% bij hartkleppen, 10% bij ventriculaire shunts, 40% voor ventriculaire hulpmiddelen)
• endocarditis van een natieve klep
• centrale veneuze katheters
• urineweginfectie
• cellulitis
• perodontitis
• Osteomyelitis
• Cystic Fibrosis infecties
• COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease) infecties
• Otitis media
• Rhinosinusitis
• Niet-genezende chronische wonden
• Meningitis,
• Hospital Acquired Pneumonia
• Clostridium Difficile Infection CDI
• Kidney infections,

Current Treatment Approaches

Bij patiënten vormen zich biofilms die resistent zijn tegen de endogene afweer van de gastheer. Biofilms die infecties veroorzaken zijn progressief, en kunnen in sommige gevallen een chronisch probleem worden. Ze worden behandeld met een combinatie van antibacteriële therapieën en weefseldesbridement. In het geval van implantaatgeassocieerde infecties omvat de behandeling de toediening van hoge doses antibiotica naar gelang van de ernst van de infectie, en als de symptomen aanhouden, moet een chirurgische vervanging plaatsvinden.

De grote doses antibiotica die klinisch voor de behandeling van biofilms worden gebruikt, hebben ook bijgedragen tot de ontwikkeling van antibioticaresistente bacteriestammen. Ook is gezien dat sommige bacteriën binnen biofilms, “persister cells” genoemd, slapende varianten zijn die antibioticumtolerantie vertonen en actief kunnen worden wanneer de therapie wordt gestaakt.

Zie ook Infection Control

Future Directions

Door de wijdverspreide verspreiding van biofilms in ziekten en hun veerkracht tegen talrijke antimicrobiële behandelingen, krijgt biofilmonderzoek meer aandacht. Door de toenemende antimicrobiële resistentie verschuift de focus van het huidige onderzoek van het aanpakken van bacteriële groei/deling die celdood of dormantie veroorzaakt, naar nieuwe benaderingen.

De 4 video’s hieronder (ongeveer 10 minuten in totaal) tonen enkele van deze nieuwe benaderingen, neem een kijkje.

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. Bacteriële biofilm en geassocieerde infecties. Journal of the Chinese Medical Association. 2018 Jan 1;81(1):7-11. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1726490117302587 (laatst geraadpleegd op 7.10.2019)
2. British Society for Immunology Biofilms and their role in pathogenesis Available from: https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/pathogens-and-disease/biofilms-and-their-role-in (laatst geraadpleegd op 7.10.19)
3. 3.0 3.1 Khatoon Z, McTiernan CD, Suuronen EJ, Mah TF, Alarcon EI. Bacteriële biofilmvorming op implanteerbare hulpmiddelen en benaderingen voor de behandeling en preventie ervan. Heliyon. 2018 Dec 1;4(12):e01067. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6312881/ (laatst geraadpleegd 7.10.19)
4. biofilm What Are Bacterial Biofilms? A Six Minute Montage Available from: https://www.youtube.com/watch?v=lpI4WCM_9pM (laatst geraadpleegd 7.10.19)
5. NIH Metabolomics of Bacterial Biofilms Available from: https://www.youtube.com/watch?v=0DSA_8t4-UA&feature=youtu.be (laatst geraadpleegd 8.10.2019)
6. UTSWmed Breakthrough discovery to treat prosthetic joint infections Available from: https://www.youtube.com/watch?v=2LDNrZldtAU&app=desktop (laatst geraadpleegd 8.10.2019)
7. MicroGen DX Javad Parvizi, MD on Biofilm Infections and Next-Gen Sequencing Available from: https://www.youtube.com/watch?v=8X5SIVbsoao (laatst geraadpleegd op 8.10.2019)
8. Vomaris Innovations Wound Biofilm Formation and Disruption by Electric Field Available from: https://www.youtube.com/watch?v=xO9LkAAdooU&app=desktop (laatst geraadpleegd op 8.10.2019)