Introduction
En biofilm är en arkitektonisk koloni av mikroorganismer i en matris av extracellulära polymera ämnen som de producerar. Biofilmen innehåller mikrobiella celler som fäster vid varandra och vid en statisk yta (levande eller icke levande). Bakteriella biofilmer är vanligtvis patogena och kan orsaka sjukhusinfektioner. National Institutes of Health (NIH) avslöjade att bland alla mikrobiella och kroniska infektioner är 65 % respektive 80 % förknippade med biofilmsbildning.
Bilden visar en koloni av biofilm.
En vanlig missuppfattning om mikrobiellt liv är att bakterier existerar som enskilda organismer i ett “planktoniskt tillstånd”. Det har dock visat sig att mikroorganismer naturligt ansamlas på en mängd olika ytor, där de bildar fastsittande, sedentära samhällen. Dessa ytor omfattar biomaterial som kontaktlinser, medicintekniska produkter, inklusive implantat och urinkatetrar. Bakteriell kontaminering på implantat och medicinska proteser som orsakar infektioner kan vara livshotande och leda till fel på anordningen, kroniska infektioner och hög dödlighet och sjuklighet.
Infektioner som är förknippade med biofilm
Man uppskattar att cirka 65 % av alla bakteriella infektioner är förknippade med bakteriella biofilmer. Dessa inkluderar både infektioner som är associerade med och utan anordningar. Dessa inkluderar:
- Anordningsrelaterade infektioner (anordningsrelaterade infektioner som påverkar 2 % av ledproteser, 4 % för hjärtklaffar, 10 % för ventrikelshuntar, 40% för ventrikelassisterade anordningar)
- Endokardit i den nativa klaffen
- Centrala venkatetrar
- Urinvägsinfektion
- Cellulit
- Perodontitis
- Osteomyelit
- Cystisk fibrosisinfektioner
- KOL-infektioner (kronisk obstruktiv lungsjukdom)
- Lunginflammation
- Otitis media
- Rhinosinuinit
- Icke-läkning av kroniska sår
- Meningit,
- Sjukhusförvärvad lunginflammation
- Clostridium Difficile-infektion CDI
- Njurinfektioner,
Aktuella behandlingsmetoder
I patienterna är biofilmerna som bildas resistenta mot värdens endogena försvar. Biofilmer som orsakar infektioner är progressiva och kan i vissa fall bli ett kroniskt problem. De behandlas med en kombination av antibakteriella terapier och vävnadsdebridering. När det gäller implantatassocierade infektioner innefattar behandlingen tillförsel av högdosantibiotika beroende på hur allvarlig infektionen är, och om symtomen kvarstår måste ett kirurgiskt byte ske.
Omvänt har de stora doser antibiotika som används för att behandla biofilmer kliniskt också bidragit till utvecklingen av antibiotikaresistenta bakteriestammar. Man har också sett att vissa bakterier i biofilmer, så kallade “persisterceller”, är vilande varianter som uppvisar antibiotikatolerans och kan bli aktiva när behandlingen avbryts.
Se även Infection Control
Future Directions
På grund av biofilmernas utbredda utbredning i sjukdomar och deras motståndskraft mot många antimikrobiella behandlingar får biofilmsforskningen mer uppmärksamhet. På grund av den ökande antimikrobiella resistensen flyttas fokus i den nuvarande forskningen från att rikta in sig på bakterietillväxt/delning som orsakar celldöd eller vila till nya tillvägagångssätt.
De fyra videorna nedan (ca 10 minuter totalt) visar några av dessa nya tillvägagångssätt, ta en titt.
- 1.0 1.1 Jamal M, Ahmad W, Andleeb S, Jalil F, Imran M, Nawaz MA, Hussain T, Ali M, Rafiq M, Kamil MA. Bakteriell biofilm och tillhörande infektioner. Journal of the Chinese Medical Association. 2018 Jan 1;81(1):7-11. Tillgänglig från: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1726490117302587 (senast besökt 7.10.2019)
- British Society for Immunology Biofilms and their role in pathogenesis Tillgänglig från: https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/pathogens-and-disease/biofilms-and-their-role-in (senast besökt 7.10.19)
- 3.0 3.1 Khatoon Z, McTiernan CD, Suuronen EJ, Mah TF, Alarcon EI. Bakteriell biofilmbildning på implanterbara anordningar och metoder för att behandla och förebygga den. Heliyon. 2018 Dec 1;4(12):e01067. Tillgänglig från: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6312881/ (senast tillgänglig 7.10.19)
- biofilm Vad är bakteriella biofilmer? A Six Minute Montage Tillgänglig från: https://www.youtube.com/watch?v=lpI4WCM_9pM (senast besökt 7.10.19)
- NIH Metabolomics of Bacterial Biofilms Tillgänglig från: https://www.youtube.com/watch?v=0DSA_8t4-UA&feature=youtu.be (senast besökt 8.10.2019)
- UTSWmed Banbrytande upptäckt för att behandla infektioner i ledproteser Tillgänglig från: https://www.youtube.com/watch?v=2LDNrZldtAU&app=desktop (senast besökt 8.10.2019)
- MicroGen DX Javad Parvizi, MD on Biofilm Infections and Next-Gen Sequencing Tillgänglig från: https://www.youtube.com/watch?v=8X5SIVbsoao (senast besökt 8.10.2019)
- Vomaris Innovations Wound Biofilm Formation and Disruption by Electric Field Tillgänglig från: https://www.youtube.com/watch?v=xO9LkAAdooU&app=desktop (senast besökt 8.10.2019)