Hva er en biofilm?
En vanlig misforståelse av mikrobiell levende er at bakterier som finnes individuelle organismer i en ‘planktoniske state». Snarere, mikroorganismer har blitt vist naturlig å samle seg på en rekke ulike overflater, hvor de danner sessile, stillesittende samfunn. Overflater omfatter husholdning og industrielle rør, biomaterials som kontaktlinser, medisinske enheter, inkludert implantater og urin kateter, samt vegetabilsk og animalsk vev., Disse ansamlinger av mikroorganismer av mono – eller poly-mikrobiell gruppene blir ofte referert til som en biofilm og kan bestå av ulike samfunn av bakterier og sopp. Nærhet av mikroorganismer kan substrat exchange, distribusjon av metabolske produkter og fjerning av giftige end produkter, slik at de forskjellige artene kan støtte hverandre. Videre oppbygging av biofilm samfunn kan beskytte bakterier i dem mot angrep av antimikrobielle midler, skjærkrefter og immunsystemet., Et eksempel biofilm av to bakteriearter Pseudomonas aeruginosa og Staphylococcus epidermidis er vist i Figur 1.
Hvordan er det dannet?,
dannelsen av Biofilm kan deles inn i fem faser: Innledende reversible vedlegg (1), irreversible vedlegg (2-3), modning (4) og spredning (5) som vist i Figur 2. Første kontakt med bevegelige planktoniske bakterier med overflaten er utgangspunktet, som fortsatt er reversible på dette stadiet. Bakterier vil da begynne å danne en monolayer og vil produsere en ekstracellulære matrise eller «slim» for beskyttelse. Matrisen består av ekstracellulære polysakkarider, strukturelle proteiner, celle rusk og nukleinsyrer; referert til som ekstracellulære polymere stoffer (EPS)., De første trinnene av matrix-formasjonen er dominert av ekstracellulære DNA (eDNA), mens polysakkarider og strukturelle proteiner ta over senere. I disse stadiene, dannelsen av microcolonies finner sted, noe som viser en betydelig vekst og celle-celle kommunikasjon, slik som quorum sensing. Den vokser i biofilm en tre-dimensjonal måte og vedlegget er nå irreversible. I den siste scenen, noen celler av de modne biofilm begynner å løsne og spre seg i miljøet som planktoniske celler igjen til potensielt starte en ny syklus av biofilm dannelse.,
rollen av biofilm i patogenesen
Biofilm kan bli funnet nesten hvor som helst og kan påvirke menneskers helse både positivt og negativt., Et eksempel på en positiv effekt omfatter biofilm av commensal bakterier som Staphylococcus epidermidis, som kan hindre kolonisering av potensielt patogene bakterier gjennom stimulering av verts-cellen immun forsvar og forebygging av vedheft. Imidlertid, biofilm er oftere assosiert med mange patogene former for menneskelige sykdommer og anlegg infeksjoner. Et vanlig eksempel er cystisk fibrose, det oftest gått genetisk lidelse i Vest-Europa. Cystisk fibrose (CF) pasienter som lider av kronisk P. aeruginosa-infeksjoner. Når infisere JF lunge, S., aeruginosa gjennomgår en karakteristisk overgangen fra et akutt virulente organismen til en CF‑tilpasset patogen, slik at det å vedvare i lunge i mange år eller tiår. Dette er på grunn av overproduksjon av matrix polysakkarid alginate, som fører til dannelsen av en mucoid biofilm som tåler antibiotika, komponenter av både medfødte og adaptive immunforsvaret, og motstår phagocytosis. Utholdenhet av disse mucoid biofilm innen CF-lunge fører til utvikling av en bestemt antistoff-respons., Dette får kronisk betennelse mediert av granulocytter, og resulterer i alvorlig skade på lungevevet av CF-pasienter (se Figur 3). Et annet eksempel for biofilm i helse er dental plakk potensielt fører til karies. Forbruket av gjæringsdyktig karbohydrater som sukkerholdige behandler eller drikke forårsaker en økning i produksjon og sekresjon av organiske syrer av bakterier som er funnet i dental plakk. Hvis venstre ubehandlet, økt forsuring av biofilm fører til demineralisation av emalje og dannelse av karies (se Figur 3 B).,
Fremtid retninger
på Grunn av den omfattende distribusjon av biofilm i sykdommer og deres standhaftighet til en rekke antimikrobiell behandling, biofilm forskning er viet større oppmerksomhet. På grunn av økende antimikrobiell resistens, fokus på aktuell forskning er skiftende fra målretting bakteriell vekst/divisjon som fører til celledød eller dvalen, mot romanen tilnærminger., Eksempler på dette er å utløse den spredning av biofilm eller ser på måter å forebygge den første formasjon, for eksempel ved å re-engineering overflatene de er utsatt for å utvikle ved for eksempel urin-kateter og implantater.