A biofilmnek nevezett baktériumközösségek gyorsan eltömíthetik az orvostechnikai eszközöket, például a sztenteket, a katétereket és a vízszűrőket azáltal, hogy háromdimenziós szalagokat hoznak létre, amelyek blokkolják az áramlást. A megállapítás tájékoztatni fogja a jövőbeni megközelítéseket annak megakadályozására, hogy a biofilm potenciálisan halálos eltömődést okozzon.
A csövön keresztül áramló baktériumok zöld biofilmet képeznek a falakon. A kamrán keresztül áramló, vörös színnel jelölt baktériumok ragadós mátrixba kerülnek, és a csatornát eltömő szalagokat képeznek. Kép forrása: Knut Drescher.
A biofilmek a baktériumok és más mikrobák összetett, többrétegű közösségei. Kialakulhatnak biológiai felületeken, mint például a fogak, vagy olyan orvostechnikai eszközökön, például katétereken és sztenteken a testben. A biofilmekben található baktériumok ellenállnak az antibiotikumoknak és súlyos fertőzéseket okozhatnak.
Egy kutatócsoport Dr. vezetésével. Howard A. Stone és Bonnie L. Bassler, a Princetoni Egyetem munkatársai a biofilmek jellemzőinek jobb megértése mellett döntöttek. P. biofilmeket képez a talajban, a folyókban és a szennyvízben, valamint az orvostechnikai eszközökön. Ahelyett, hogy szabványos Petri-csészéket vagy lombikokat használt volna a kutatáshoz, a csoport kifejlesztett egy speciális áramlási rendszert, amely utánozta a valós körülményeket. Zöld címkével látták el a baktériumokat, és mikroszkóp alatt figyelték meg őket, miközben egy keskeny, sok kanyarban álló csövön keresztül áramoltak. A munkát részben az NIH Országos Általános Orvostudományi Intézete (NIGMS) finanszírozta.
hogy a baktériumok gyorsan növekedtek és felhalmozódtak, mintegy 40 órán belül biofilmet képezve a cső falain. Ennek a biofilmnek a felhalmozódása azonban nem befolyásolta nagy mértékben a csövön keresztüli áramlást.
A biofilmekben lévő baktériumokat az általuk előállított vegyületek mátrixa köti össze, az úgynevezett extracelluláris polimer anyagokat. A kutatók azt találták, hogy a cső falán található baktériumok leválasztják ezt a molekuláris mátrixot, ami hálós hálót hoz létre a csőben.
A kutatók egy másik baktériumcsoportot piros jelöléssel láttak el, és figyelték őket, miközben ugyanazon a csövön keresztül áramoltak. Ezek a baktériumok beszorultak a háló hálóba, és 3-D szalagokat képeztek. A szalagok áthidalták a cső kanyarulatai közötti tereket, és akár 30 perc alatt eltömítették a csövet.
A kutatók azt találták, hogy a baktériumok mesterséges talajban és a vízszűrőkhöz hasonló hálóban hálót képezhetnek. A biofilm-szalagok 12 órán belül a csupasz fém stenteken is kialakultak, átfedve a drótháló réseit. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a biofilm-szalagok gyakoriak a természetben, és sokféle ipari és orvosi környezetben blokkolhatják az áramlást.
Számomra a meglepetés az volt, hogy a biofilm-szalagok milyen gyorsan okozták a teljes eltömődést ”- mondja Stone. re nem figyelmeztetett arra, hogy valami rossz fog történni.
A kutatók számos olyan gént is teszteltek, amelyek a biofilm képződéséhez kötődtek a korábbi vizsgálatok során. Törléskor a gének csak egy része befolyásolja a biofilm képződését áramlási körülmények között. Ezek az eredmények hangsúlyozzák a valós körülmények felhasználásának fontosságát a biofilmek megelőzésére és kezelésére szolgáló módszerek teszteléséhez.
