Cosa sono i biofilm?

I biofilm possono essere descritti come accumuli di cellule microbiche che sono racchiuse in una matrice di polisaccaridi (sostanze amidacee, simili allo zucchero).

Credito: Kateryna Kon/. com

Nel 1684, lo scienziato olandese e uomo d’affari, Antonie van Leeuwenhoek ha dichiarato in un rapporto alla Royal Society di Londra che aveva osservato colonie di microrganismi nella placca dentale. A causa di questa osservazione, è stato accreditato con la scoperta di biofilm.,

Poiché le cellule microbiche sono presenti in una pletora di nicchie ambientali, i biofilm possono essere trovati quasi ovunque; dai sistemi di drenaggio ai polmoni dei pazienti con fibrosi cistica. I microrganismi hanno adattato questo stile di vita in modo che siano in grado di proteggersi dai cambiamenti nel loro ambiente esterno che minacciano la loro esistenza.

Formazione di biofilm

Per il nuoto libero o le cellule planctoniche, la formazione di biofilm presenta l’opportunità di sopravvivenza in ambienti ostili., I cambiamenti nell’espressione genica dovuti a fattori di stress ambientale causano l’associazione delle cellule planctoniche con una superficie attraverso appendici come flagelli, pili o lipopolisaccaridi.

Attraverso un processo noto come quorum sensing queste cellule microbiche sono in grado di comunicare tra loro, consentendo loro di adattarsi e coordinare il loro comportamento.

Le cellule microbiche appena attaccate rivestono la superficie con un polisaccaride noto come sostanza polimerica extracellulare (EPS)., La comunità microbica si basa in modo critico sull’EPS poiché si comporta come un adesivo molecolare; consentendo ai batteri di legarsi irreversibilmente alla superficie e l’uno all’altro.

La matrice polisaccaridica protegge i biofilm dalle cellule fagocitiche e fornisce nutrienti agli organismi all’interno del biofilm.

Una volta formato lo strato iniziale del biofilm, i microrganismi all’interno del biofilm subiscono un periodo di crescita in cui si formano più strati di EPS e il numero totale di cellule microbiche aumenta esponenzialmente., Parti del biofilm possono slough off attraverso un processo noto come biofilm dispersione, permettendo loro di colonizzare nuovi siti.

Biofilm in ambiente clinico

I biofilm possono causare problemi significativi in ambienti clinici in quanto sono in grado di trasferire plasmidi resistenti e nascondere microrganismi patogeni all’interno della loro comunità dinamica.

I dispositivi medici come pacemaker e cateteri sono suscettibili alla formazione di biofilm sulle loro superfici., Ciò può portare a infezioni associate all’assistenza sanitaria che, a causa della natura dei biofilm, sono difficili da trattare con terapie antimicrobiche.

Le infezioni croniche causate da biofilm sono comuni. Per i pazienti con fibrosi cistica (CF) le infezioni batteriche sono la causa primaria di malattia e mortalità. Il batterio gram-negativo, Pseudomonas aeruginosa, è il principale agente patogeno che colonizza i polmoni dei pazienti con CF.

Anche con l’uso di antibiotici, questi batteri sono in grado di formare continuamente comunità di biofilm nei polmoni di questi pazienti., Ciò si traduce spesso in un trattamento per tutta la vita.

L’uso di superfici rivestite d’argento nei dispositivi medici è un approccio comune per prevenire la formazione di biofilm sui dispositivi medici. L’argento nelle superfici dei dispositivi ritarda e riduce la colonizzazione microbica.

Gli inibitori del quorum sensing possono anche essere utilizzati nella prevenzione della colonizzazione del biofilm. Aumentano la suscettibilità dei biofilm ai trattamenti antimicrobici e recenti studi hanno dimostrato la loro efficacia nell’interrompere i biofilm di P. aeruginosa.,

Il controllo delle infezioni associate all’assistenza sanitaria è strettamente legato alla riduzione dei biofilm in ambito clinico. Sebbene esistano metodi di prevenzione, l’interruzione dei biofilm sulla superficie biotica e sulle superfici sintetiche dei dispositivi medici rimane un compito difficile. Molte domande sulla sopravvivenza e la proliferazione dei biofilm devono ancora essere risolte.,

bibliografia

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• Biofilm nella Malattia Umana
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