Introducere

Un biofilm este o colonie arhitecturală de microorganisme, în cadrul unei matrice de substanță polimerică extracelulară pe care acestea o produc. Biofilmul conține celule microbiene aderente între ele și la o suprafață statică (vie sau nevie). Biofilmele bacteriene sunt, de obicei, de natură patogenă și pot provoca infecții spitalicești. National Institutes of Health (NIH) a arătat că, dintre toate infecțiile microbiene și cronice, 65% și, respectiv, 80% sunt asociate cu formarea biofilmului.

Imaginea prezintă o colonie de biofilm.

O concepție greșită frecventă despre viața microbiană este aceea că bacteriile există ca organisme individuale în “stare planctonică”. Cu toate acestea, s-a demonstrat că microorganismele se acumulează în mod natural pe o mare varietate de suprafețe; unde formează comunități sesile, sedentare. Aceste suprafețe includ biomaterialele, cum ar fi lentilele de contact, dispozitivele medicale, inclusiv implanturile și cateterele urinare. Contaminarea bacteriană pe implanturi și dispozitive medicale protetice care cauzează infecții poate pune viața în pericol, ducând la defectarea dispozitivului, infecții cronice și rate ridicate de mortalitate și morbiditate.

Infecții asociate cu biofilme

Se estimează că aproximativ 65% din toate infecțiile bacteriene sunt asociate cu biofilme bacteriene. Acestea includ atât infecții asociate dispozitivelor, cât și infecții neasociate dispozitivelor. Acestea includ:

• Infecții legate de dispozitive (infecții legate de dispozitive care afectează 2% din înlocuirile articulare, 4% pentru valvele cardiace, 10% pentru șunturile ventriculare, 40% pentru dispozitivele cu asistență ventriculară)
• Endocardită valvulară nativă
• Catetere venoase centrale
• Infecții ale tractului urinar
• Celulită
• Perodontită
• .
• Osteomielită
• Infecții de fibroză chistică
• Infecții BPOC (bronhopneumopatie obstructivă cronică)
• Otită medie
• Rinosinuzită
• Non-vindecare a rănilor cronice
• Meningită,
• Pneumonia dobândită în spital
• Infecția cu Clostridium Difficile CDI
• Infecții renale,

Abordări actuale de tratament

La pacienți, biofilmele care se formează sunt rezistente la apărarea endogenă a gazdei. Biofilmele care provoacă infecții sunt progresive și, în unele cazuri, pot deveni o problemă cronică. Ele sunt tratate cu o combinație de terapii antibacteriene și debridare tisulară. În cazul infecțiilor asociate implanturilor, tratamentul include administrarea de antibiotice în doze mari, în funcție de gravitatea infecției, iar dacă simptomele persistă, atunci trebuie să aibă loc înlocuirea chirurgicală.

În mod negativ, dozele mari de antibiotice utilizate pentru tratarea clinică a biofilmelor au contribuit, de asemenea, la dezvoltarea tulpinilor de bacterii rezistente la antibiotice. De asemenea, s-a observat că unele bacterii din cadrul biofilmelor, numite “celule persistere”, sunt variante latente care prezintă toleranță la antibiotice și pot deveni active atunci când terapia este retrasă.

Vezi și Controlul infecțiilor

Direcții viitoare

Datorită răspândirii pe scară largă a biofilmelor în boli și rezistenței acestora la numeroase tratamente antimicrobiene, cercetarea biofilmelor se bucură de o mai mare atenție. Din cauza rezistenței antimicrobiene în creștere, accentul cercetărilor actuale se deplasează de la țintirea creșterii/diviziunii bacteriene care provoacă moartea celulară sau latența, către abordări noi.

Cele 4 videoclipuri de mai jos (aproximativ 10 minute în total) prezintă unele dintre aceste abordări noi, aruncați o privire.

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. Biofilmul bacterian și infecțiile asociate. Journal of the Chinese Medical Association (Jurnalul Asociației Medicale Chineze). 2018 Jan 1;81(1):7-11. Disponibil la: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1726490117302587 (ultima accesare: 7.10.2019)
2. British Society for Immunology Biofilms and their role in pathogenesis Disponibil la: https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/pathogens-and-disease/biofilms-and-their-role-in (ultima accesare: 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. Heliyon. 2018 Dec 1;4(12):e01067. Disponibil la: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6312881/ (ultima accesare 7.10.19)
4. biofilm Ce sunt biofilmele bacteriene? A Six Minute Montage Disponibil din: https://www.youtube.com/watch?v=lpI4WCM_9pM (ultima accesare 7.10.19)
5. NIH Metabolomics of Bacterial Biofilms Disponibil din: https://www.youtube.com/watch?v=0DSA_8t4-UA&feature=youtu.be (ultima accesare 8.10.2019)
6. UTSWmed Descoperire revoluționară pentru tratarea infecțiilor articulațiilor protetice Disponibil din: https://www.youtube.com/watch?v=2LDNrZldtAU&app=desktop (ultima accesare 8.10.2019)
7. MicroGen DX Javad Parvizi, MD despre infecțiile cu biofilm și secvențierea Next-Gen Disponibil de la: https://www.youtube.com/watch?v=8X5SIVbsoao (ultima accesare: 8.10.2019)
8. Vomaris Innovations Wound Biofilm Formation and Disruption by Electric Field Disponibil de la: https://www.youtube.com/watch?v=xO9LkAAdooU&app=desktop (ultima accesare: 8.10.2019)