Введение
Биоплёнка — это архитектурная колония микроорганизмов, которая необратимо связана (не удаляется при нежном ополаскивании) с поверхностью и заключена в матрицу, состоящую в основном из полисахаридного материала.[1] Биоплёнка содержит микробные клетки, адгезированные друг к другу и к статической поверхности (живой или неживой)[2]. В зависимости от среды, в которой она развивается, биоплёнка может также содержать внеклеточные материалы, такие как минеральные кристаллы, коррозионные частицы, частицы глины или ила, или компоненты крови. Организмы, связанные с биоплёнкой, также отличаются от своих планктонных (свободно взвешенных) аналогов в отношении генов, которые транскрибируются. Биоплёнки могут формироваться на различных поверхностях, таких как живые ткани, медицинские устройства для длительного ношения, трубопроводные системы для промышленной или питьевой воды, или естественные водные системы.[1]
Бактериальные биоплёнки обычно патогенны и могут вызывать больничные инфекции. Национальные институты здравоохранения (NIH) выявили, что среди всех микробных и хронических инфекций, соответственно, 65% и 80% связаны с образованием биоплёнки[2]. Бактериальное загрязнение имплантатов и протезных медицинских устройств, вызывающее инфекции, может быть опасным для жизни, приводя к отказу устройства, хроническим инфекциям и высоким уровням смертности и заболеваемости[3]. Микробные биоплёнки создают проблемы в больничной среде, порождая высокие расходы на здравоохранение и продлевая пребывание пациентов, также иногда приводя к дополнительным вторичным микробным инфекциям и различным осложнениям здоровья.
Инфекции, связанные с биоплёнкой
Патогены могут проникать в организм человека через травмы, медицинские процедуры, стоматологические процедуры или иными способами. Биоплёнки небезопасны, когда они соприкасаются с открытыми ранами. Пожилые люди, люди с ослабленным иммунитетом и диабетики наиболее уязвимы.
По оценкам, около 65% всех бактериальных инфекций связаны с бактериальными биоплёнками. Они включают как инфекции, связанные с устройствами, так и не связанные с устройствами[2]:
- Инфекции, связанные с устройствами (инфекции, связанные с устройствами, затрагивают 2% замен суставов, 4% сердечных клапанов, 10% вентрикулярных шунтов, 40% вентрикулярных вспомогательных устройств)
- Эндокардит нативного клапана
- Центральные венозные катетеры
- Инфекция мочевых путей
- Целлюлит
- Пародонтит
- Остеомиелит
- Инфекции при кистозном фиброзе
- Инфекции при ХОБЛ (хроническая обструктивная болезнь легких)
- Средний отит
- Риносинусит
- Хронические незаживающие раны
- Менингит,
- Больничная пневмония
- Инфекция Clostridium Difficile CDI
- Инфекции почек,
Текущие подходы к лечению
У пациентов биоплёнки, которые формируются, устойчивы к эндогенной защите хозяина. Биоплёнки, вызывающие инфекции, прогрессируют и в некоторых случаях могут стать хронической проблемой. Они лечатся сочетанием антибактериальной терапии и дебридмента тканей. В случае инфекций, связанных с имплантатами, лечение включает доставку высоких доз антибиотиков в зависимости от тяжести инфекции, и если симптомы сохраняются, то необходимо провести хирургическую замену.
К сожалению, большие дозы антибиотиков для лечения биоплёнок клинически также способствовали развитию устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий. Также было замечено, что некоторые бактерии в биоплёнках, называемые "дремлющими клетками", являются неактивными вариантами, проявляющими устойчивость к антибиотикам и могут стать активными при прекращении терапии.[3]
См. также Контроль инфекций
Направления для будущих исследований
Из-за широкого распространения биоплёнок в заболеваниях и их устойчивости к многочисленным антимикробным методам лечения, исследования биоплёнок получают всё большее внимание. С учётом растущей устойчивости к антимикробным препаратам, фокус текущих исследований смещается от воздействия на рост/деление бактерий, что вызывает клеточную смерть или неактивность, в сторону новых подходов.
Ниже представлены 4 видео (примерно 10 минут в общем), показывающие некоторые из этих новых подходов, взгляните.
Ссылки
- ↑ 1.0 1.1 Donlan RM. Биоплёнки: микробная жизнь на поверхностях. Emerging infectious diseases. 2002 Sep;8(9):881.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 Jamal M, Ahmad W, Andleeb S, Jalil F, Imran M, Nawaz MA, Hussain T, Ali M, Rafiq M, Kamil MA. Бактериальные биоплёнки и связанные с ними инфекции. Journal of the Chinese Medical Association. 2018 Jan 1;81(1):7-11. Доступно по ссылке: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1726490117302587 (последнее обращение 7.10.2019)
- ↑ 3.0 3.1 Khatoon Z, McTiernan CD, Suuronen EJ, Mah TF, Alarcon EI. Формирование бактериальных биоплёнок на имплантируемых устройствах и подходы к их лечению и профилактике. Heliyon. 2018 Dec 1;4(12):e01067. Доступно по ссылке: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6312881/ (последнее обращение 7.10.19)
- ↑ биоплёнка Что такое бактериальные биоплёнки? Шестиминутный монтаж Доступно по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=lpI4WCM_9pM (последнее обращение 7.10.19)
- ↑ NIH Метаболомика бактериальных биоплёнок Доступно по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=0DSA_8t4-UA&feature=youtu.be (последнее обращение 8.10.2019)
- ↑ UTSWmed Прорывное открытие для лечения инфекций протезов суставов Доступно по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=2LDNrZldtAU&app=desktop (последнее обращение 8.10.2019)
- ↑ MicroGen DX Джевад Парвизи, MD об инфекциях биоплёнок и секвенировании следующего поколения Доступно по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=8X5SIVbsoao (последнее обращение 8.10.2019)
- ↑ Vomaris Innovations Образование и разрушение раневых биоплёнок электрическим полем Доступно по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=xO9LkAAdooU&app=desktop (последнее обращение 8.10.2019)