Comunitățile bacteriene numite biofilme pot înfunda rapid dispozitivele medicale, cum ar fi stenturile, cateterele și filtrele de apă, prin formarea de streamere tridimensionale care blochează fluxul. Constatarea va informa abordările viitoare pentru a preveni ca biofilmele să provoace înfundări potențial mortale.
Bacteriile care curg printr-un tub formează un biofilm verde pe pereți. Bacteriile marcate cu roșu care curg prin cameră sunt prinse într-o matrice lipicioasă, formând serpentine care înfundă canalul. Sursa imaginii: Knut Drescher.
Biofilmele sunt comunități complexe, cu mai multe straturi, de bacterii și alți microbi. Se pot forma pe suprafețe biologice, cum ar fi dinții sau pe dispozitive medicale, cum ar fi catetere și stenturi, în corp. Bacteriile din biofilme sunt rezistente la antibiotice și pot provoca infecții grave.
O echipă de cercetători condusă de Dr. Howard A. Stone și Bonnie L. Bassler de la Universitatea Princeton și-au propus să înțeleagă mai bine caracteristicile biofilmelor. P. care formează biofilme în sol, râuri și canalizare, precum și pe dispozitive medicale. În loc să folosească farfurii Petri sau baloane standard pentru cercetare, grupul a dezvoltat un sistem special de flux care imita condițiile din viața reală. Au etichetat bacteriile cu o etichetă verde și le-au observat la microscop în timp ce curgeau printr-un tub îngust cu multe îndoituri. Lucrarea a fost finanțată parțial de Institutul Național de Științe Medicale Generale (NIGMS) al NIH.
că bacteriile au crescut și s-au acumulat rapid, formând un biofilm pe pereții tubului în decurs de aproximativ 40 de ore. Cu toate acestea, acumularea acestui biofilm nu a afectat foarte mult fluxul prin tub.
Bacteriile din biofilme sunt conectate între ele printr-o matrice de compuși pe care îi produc numiți substanțe polimerice extracelulare. Cercetătorii au descoperit că bacteriile de pe pereții tubului elimină această matrice moleculară, creând o plasă de plasă în tub.
Cercetătorii au etichetat un alt grup de bacterii cu o etichetă roșie și le-au monitorizat în timp ce curgeau prin același tub. Aceste bacterii au rămas prinse în plasele de plasă și au format streamere 3D. Serpentinele au acoperit spațiile dintre coturi în tub, înfundând tubul în doar 30 de minute.
Cercetătorii au descoperit că bacteriile ar putea forma serpentine în solul artificial și în plasă similară cu cea găsită în filtrele de apă. Fluxurile de biofilm s-au format, de asemenea, pe stenturi metalice goale în decurs de 12 ore, acoperind golurile din plasă. Aceste rezultate sugerează că filtrele de biofilm sunt comune în natură și pot bloca fluxul într-o mare varietate de setări industriale și medicale.
Pentru mine, surpriza a fost cât de repede filele de biofilm au provocat înfundarea completă ”, spune Stone. Nu a fost nici un avertisment că ceva rău urma să se întâmple.
Cercetătorii au testat, de asemenea, mai multe gene care au fost legate de formarea biofilmului în studii anterioare. Când a fost șters, doar un subset de gene a afectat formarea biofilmului în condiții de curgere. Aceste rezultate subliniază importanța utilizării condițiilor din viața reală pentru testarea metodelor de prevenire și tratare a biofilmelor.
