o que é um biofilme?
um equívoco comum de vida microbiana é que bactérias existem como organismos individuais em um “estado planctônico”. Ao invés disso, os microorganismos têm se acumulado naturalmente em uma grande variedade de superfícies, onde eles formam comunidades sedentárias e sésseis. Essas superfícies incluem tubos domésticos e industriais, biomateriais, tais como lentes de contato, dispositivos médicos, incluindo implantes e cateteres urinários, bem como tecidos vegetais e animais., Estas acumulações de microorganismos de agregados mono ou poli – microbianos são comumente referidos como um biofilme e podem consistir de diversas comunidades de bactérias e fungos. A proximidade dos microrganismos permite o intercâmbio de substratos, a distribuição de produtos metabólicos e a remoção de produtos finais tóxicos para que as diferentes espécies se possam apoiar mutuamente. Além disso, a estrutura das Comunidades de biofilmes pode proteger as bactérias dentro delas de ataques por antimicrobianos, forças de cisalhamento e o sistema imunológico., Um exemplo de biofilme de duas espécies bacterianas Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus epidermidis é mostrado na Figura 1.
como é formado?,
a formação de Biofilm pode ser dividida em cinco fases: fixação reversível inicial (1), Fixação irreversível (2-3), maturação (4) e dispersão (5), Como mostrado na Figura 2. O contato inicial da bactéria planctônica em movimento com a superfície é o ponto de partida, que ainda é reversível nesta fase. A bactéria irá então começar a formar uma monocamadora e irá produzir uma matriz extracelular ou “lodo” para proteção. A matriz consiste em polissacáridos extracelulares, proteínas estruturais, detritos celulares e ácidos nucleicos, referidos como substâncias poliméricas extracelulares (EPS)., Os passos iniciais da formação da matriz são dominados pelo DNA extracelular (eDNA), enquanto os polissacarídeos e proteínas estruturais assumem mais tarde. Nestas fases, a formação de microcolonias ocorre, que exibem crescimento significativo e comunicação célula-célula, como a detecção de quórum. O biofilme cresce de forma tridimensional e o apego é agora irreversível. Na última fase, algumas células do biofilme Maduro começam a se separar e se dispersar no ambiente como células planctônicas novamente para potencialmente iniciar um novo ciclo de formação de biofilme.,
the role of biofilms in pathogenesis
Biofilms can be found almost anywhere and may impact human health both positively and negatively., Um exemplo de efeito positivo inclui os biofilmes de bactérias comensais, tais como Staphylococcus epidermidis, que podem impedir a colonização de bactérias potencialmente patogénicas através da estimulação das defesas imunitárias das células hospedeiras e da prevenção da adesão. No entanto, os biofilmes estão mais frequentemente associados a muitas formas patogénicas de doenças humanas e infecções vegetais. Um exemplo comum é a fibrose cística, a doença genética mais frequentemente aprovada na Europa Ocidental. Os doentes com fibrose quística (CF) sofrem de infecções crónicas P. aeruginosa. Ao infectar o pulmão CF, P., a aeruginosa sofre uma transição característica de um patógeno agudo virulento para um patógeno adaptado ao CF, permitindo que ele persista no pulmão por anos ou mesmo décadas. Isto é devido à superprodução do alginato polissacárido de matriz, levando à formação de um biofilme mucóide que tolera antibióticos, Componentes da resposta imunitária inata e adaptativa, e resiste a fagocitose. A persistência destes biofilmes mucóides dentro do pulmão CF leva ao desenvolvimento de uma resposta de anticorpos distinta., Isto provoca inflamação crónica mediada pelos granulócitos e resulta em danos graves no tecido pulmonar dos doentes com CF (ver Figura 3 a). Um segundo exemplo para os biofilmes na saúde humana é a placa dentária que pode levar a cáries dentárias. O consumo de hidratos de carbono fermentáveis, tais como doces açucarados ou bebidas, provoca um aumento na produção e secreção de ácidos orgânicos pelas bactérias encontradas na placa dentária. Se não for tratada, o aumento da acidificação do biofilme leva à desmineralização do esmalte e à formação de cáries dentárias (ver Figura 3 B).,
direcções futuras
devido à distribuição generalizada de biofilmes em doenças e à sua resiliência a numerosos tratamentos antimicrobianos, a investigação sobre biofilmes está a receber mais atenção. Devido ao aumento da resistência antimicrobiana, o foco da pesquisa atual está mudando de direcionar o crescimento/divisão bacteriana que causa morte celular ou dormência, para novas abordagens., Exemplos incluem desencadear a dispersão do biofilme ou estudar formas de prevenir a formação inicial, por exemplo, através da reengenharia das superfícies que são propensas a desenvolver, tais como cateteres urinários e implantes.