Бактериалните биофилми - какво трябва да знаем

876
Бактериалните биофилми - какво трябва да знаем

Бактериите са жизненоважни за оцеляването, но когато образуват група от микроорганизми или съобщество те могат да причинят сериозни поражения и да представляват заплаха за нашето здраве. Когато бактериите се струпат заедно образуват съобщества, т. нар. бактериален биофилм. Намерени по цялата планета от пустинни скали до повърхностите на сградите биофилмите са неразделна част от природата.

Биофилмите са хитри, тъй като имат тенденция да станат устойчиви на всякакви опити използвани за тяхното отстраняване. Това e особен момент за всеки, който има състояния като муковисцидоза, пародонтоза или хронични рани, тъй като медицинските импланти и катетри са горещи точки за формиране на биофилми.

Защо биофилмите са толкова устойчиви и какво правят лекарите и учените, за да надхитрят тези умни бактериални биофилми?

реклама
Хиляди избраха здравето с Omed.bg. Направи го от тук !

"Биофилмите са един от най-широко разпространените и успешни начини на живот на Земята", казва проф. Ханс-Курт Флеминг директор на Института за биотехнологии към Университета на Дуйсбург-Есен, Германия в статия от 2016 г. публикувана в Nature Reviews Microbiology.

Биофилмите могат да бъдат съставени от популации от едни и същи бактерии или от съобщества, които от своя страна са съставени от много различни видове, всички живеещи заедно защитени от т. нар. извънклетъчен матрикс. Този извънклетъчен матрикс е съставен от така наречената матрица от извънклетъчни полимерни вещества (EPS), която съдържа смес от захари, протеини, мазнини и ДНК молекули.

По същия начин както при човешките общности биофилмите имат силно специализирани области. Някои от тях са отговорни за рециклирането на хранителни вещества, докато други произвеждат нови компоненти на EPS или изпращат съобщения от една област на биофилма в друга.

Съвместният живот в такава близост позволява на бактериите да споделят ресурси по-успешно отколкото когато са разделени в свободно състояние на съществуване. От решаващо значение е това да им позволява да избягват конвенционалните методи за отстраняване.

Устойчивост на отстраняването

Проф. Флеминг описва биофилмите като "крепости", които защитават своите обитатели. Защитени от дехидратация и антибиотици бактериите отхвърлят влиянието на интервенции приложени върху тях.

реклама

Интересното е, че антибиотиците всъщност могат да влязат в биофилм в много случаи, но EPS активно предпазва микробите от такива вещества насърчавайки устойчивостта на антибиотици.

Устойчивостта на биофилма също така предоставя на бактериите с устойчиви на антибиотици гени способността лесно да ги споделят между своите съседи използвайки процес наречен хоризонтален трансфер на гени. Въпреки, че това се случва и в свободно живеещи бактериални съобщества то е значително по-ефективно в биофилмите. Резултатът от това е, че антибиотичната резистентност нараства.

Битката срещу биофилмите

Биофилмите представляват сериозна заплаха за здравето поради което лекарите използват агресивно лечение в борбата срещу тях. Такива лечения включват хирургично отстраняване на зоната, която е заразена с биофилм или използване на високоскоростни водни спрейове за физическо нарушаване на биофилма често в комбинация с антибиотици.

Проф. Хиун Ку директор на научните изследвания в Центъра за орално здраве във Факултета по дентална медицина към Университета на Пенсилвания, Филаделфия обяснява, че "убиването на бактериите не е задължително, за да се унищожи биофилм. Ако матрицата на EPS остане непокътната други микроби, които се приспособяват могат да чакат и да се внедрят.

Изследователите се надяват да нарушат биофилмите като използват много различни подходи включително насочване към образуването на EPS или използване на ензими за разграждане на тази сложна мрежа, нарушаване на комуникацията между клетките и инхибиране на хранителни източници.

Нововъзникващи технологии

Мнозина вярват, че пътят към лечението е в превенцията. Напредъкът в технологиите позволява на изследователите да разработят нови материали които са създадени активно, за да спрат бактериите да се свързват и да образуват биофилми.

Крайната цел е това да спре бактериите да полепнат по повърхността на медицинските импланти и катетри чрез покриване на повърхности с антибиотици или чрез включване на определени повърхностни елементи, които са естествено враждебни на бактериите. Един от тях се нарича Sharklet micropattern (микрошаблон) и е вдъхновен от кожата на акула, която е естествено устойчива на колонизация на бактерии. Изработени от детайли подредени в микроскопичен диамантен модел изследователите са показали, че бактериите не се придържат към този модел както при гладките повърхности.

Въпреки, че все още няма гарантирано лечение което да ни освободи от биофилмите изследователите все повече се справят със сложната биология, която лежи в основата на тези микробни общности. Междувременно търсенето на ефективни начини за премахване на тази заплаха за нашето здраве продължава.

https://www.medicalnewstoday.com


Беше ли полезна тази статия? Моля, споделете я с приятели и ни подкрепете. Така ще можем да правим здравето по-достъпно. Благодаря!



реклама
ЯМР
Коментари

Свързани статии

реклама
Лабораторни тестове

реклама
Искаш ли здрави зъби и красива усмивка? Вземи ваучер за отстъпка

Може да се абонираш за нашите оферти


Абонирайте се