Download Biofilms Bacterianos - Relación con Patología Otorrinolaringológica

Biofilms Bacterianos
Relación con patologías
Otorrinolaringológicas.
Recopilación y Actualización
Dra. Glenda S. M. Carchiolo
Las bacterias existen en la naturaleza bajo
dos formas o estados.
• Bacterias Planctónicas.
• Bacterias Biofilms.
Se postula que el 99% de todas las células
bacterianas existen en calidad de biofilms y
tan solo 1% en estado planctónico( de libre
flotación).Sin embargo la mayoría de las
infecciones humanas continúa basada en el
estudio de las minoritarias bacterias
planctónicas.
Las bacterias han crecido en biofilms
durante millones de años, como parte de
una estrategia exitosa para colonizar el
planeta y la mayoría de los seres vivos.
Nosotros sólo hemos reconocido esta forma
de vida de las bacterias en las últimas dos
décadas.
No se restringe a un microorganismo
específico.
Depende de las condiciones ambientales
adecuadas una misma bacteria puede crecer
como biofilm o en forma planctónica.
biofilms en cualquier ambiente
liquido.(entorno ideal para fijación en
superficie y crecimiento)
La adhesión a una superficie húmeda sea inerte
o viviente es de carácter irreversible.
Definición de Biofilms.
Es una comunidad microbiana sésil,
caracterizada por células que están
adheridas irreversiblemente a un
substrato o interfase unas con otras
encerradas en una matriz de sustancias
poliméricas extracelulares que ellas
han producido.
Composición
• Agua 97%.
• Células bacterianas 15 a 20%.
• Exopolisacáridos (EPS) componente fundamental
producido por las propias bacterias.
• Elementos de lisis bacteriana.
• En menos cantidad: Sustancias polimétricas
extracelulares (SPE) compuestas por proteínas
ácidos nucleicos y polisacáridos.
• Material no bacteriano: cristales de sales minerales
partículas de corrosión y/o sedimento o
componentes sanguíneos según el medio donde se
desarrolla el biofilms.
• Los EPS pueden tener carga neutra o carga poli
aniónica según el exopolisacárido ,que le permite
interactuar con diferentes antimicrobianos ,sin
capacidad de actuar sobre las bacterias.
Arquitectura del biofilms
• No es sólida.
• Las bacterias biofilms viven en torreones celulares
en forma tridimensional.
• Torreones compuestos por micro colonias de
diferentes células bacterianas aeróbicas y
anaeróbicas.
• Envueltos por exopolisacáridos.
• Separadas unas de otras por espacios
intersticiales huecos (canales de agua), que
permiten el flujo de líquido, nutrientes y oxígeno y
remoción de desechos.
• La formación y estructura del biofilms depende del
sustrato al que se unen.
Estructura del biofilm bacteriano
Microscopía electrónica
Etapas de formación del biofilms bacteriano
Se divide en 3 etapas:
 ADHESIÓN.
 FORMACIÓN O CRECIMIENTO.
 SEPARACIÓN O DESPRENDIMIENTO
ADHESIÓN
ABUNDANTE SUMINISTRO
DE NUTRIENTES
ABSORCIÓN REVERSIBLE
SUPERFICIES ÁSPERAS
FILMS CONDICIONANATES
ADHESIÓN IRREVERSIBLE
PRPIEDAD FCO QCA
DE SUPERFICIE
FORMACIÓN O CRECIMIENTO
DIVISIÓN DE CÉLULAS HIJAS
FORMACIÓN DE MICROCOLONIAS
ELAVORACIÓN DE EXOPOLISACÁRIDOS
MATRÍZ DEL FILM
BACTERIANO
SEPARACIÓN O DESPRENDIMIENTO
EROSIÓN O
DESLIZAMIENTO
LIBERACIÓN AISLADA O
CONGLOMERADO DE BACTERIAS
SEPARACIÓN
ABRASIÓN
COLONIZACIÓN DE NUEVAS
SUPERFICIES
CERRANDO EL PROCESO DE FORMACIÓN Y
DESARROLLO DEL BIOFILMS.
Etapas de formación de un biofilms
QUORUM SENSING
Auto Inducción
La unión de microorganismos a una
superficie y ulterior formación de un biofilms,
las bacterias necesitan asegurarse de
que están en contacto y lo realizan por
medio de señales químicas, pequeñas
moléculas mensajeras que le permiten
comunicarse unas con otras denominado
“quorum sensing.”
SENTIR LA PRESENCIA DE MICROORGANISMOS
VECINOS
DETERMINAR LA DENSIDAD DE LA POBLACIÓN
EXISTENTE
RESPONDER A EVENTUALES CONDICIONES
CAMBIANTES
LOS GERMENES QUE UTILIZAN QUORUM
SENSING ELAVORAN Y SECRETAN
MOLÉCULAS SEÑALIZADORAS ,LLAMADOS
“AUTO INDUCTORES” .
LAS PRINCIPALES MOLÉCULAS UTILIZADAS
SON:
BACTERIAS GRAM - : ACIL HOMOSERINA LACTONAS.
BACTERIAS GRAM + :OLIGOPEPTIDOS
MODIFICADOS.
Biofilms e Infecciones Humanas.
Las infecciones durante el siglo pasado eran
causadas por bacterias dotadas de
mecanismos patogénicos específicos: difteria,
TBC, cólera etc.
En la actualidad han sido desplazadas del
primer plano por microorganismos ubicuos,
capaces de producir infecciones crónicas,
que responde pobremente a los antibióticos,
y no pueden prevenirse por la
inmunización.
“Biofilms
Bacterianos”
Gradualmente se está evidenciando que los
biofilms poseerían un papel importante en
patologías otorrinolaringológicas, tales
como:
Otitis Media Crónica.
Amigdalitis crónica.
Rinosinusitis crónica.
Colesteatoma.
Infecciones asociadas a dispositivos.
Otitis media crónica.
Comportamiento de patógenos no claro.
Los cultivo a menudo no muestran
Desarrollo.
Terapia ATB con escaso o nulo efecto en
Resolución.
Duración de la patología con frecuencia es
prolongado
Hall Stodley y col: Detectaron presencia
de biofilms en 92% de muestras de MOM
examinadas con microsc. Electrónica. De
26 niños con OME Y OMR.
Chole y col : Encontraron biofilms en el
interior de criptas en 11 de 15 amígdalas
Infectadas.
Cryer y col: Fueron los primeros en informar
presencia de biofilms en pacientes
intervenidos quirúrgicamente en las RSC y
que continuaban presentando síntomas.
Ramadan: Mediante estudio de 30 pacientes
con RSC detectó que 24 (80%) de los 30 pacientes
presentaban evidencias de biofilms.
RESISTENCIA BACTERIANA
Resistentes a los mecanismos de
defensa por el huésped por su
complejidad y tamaño.
Resistencia a los ATB, siendo capaces
de sobrevivir a concentraciones miles de
veces mayor respecto a B. Planctónicas.
Hipótesis de resistencia ATB en bacterias
Biofilms.
Pentración lenta o incompleta del ATB al
biofilms.
Causas metabolicas.
Cambios genéticos.
Formación de esporas.
Estrategias terapéuticas futuras.
El reconocimiento de que el biofilms es
responsable de un grupo significativo de
enfermedades crónicas posibilita la
búsqueda de enfoques novedosos para el
tratamiento y la prevención de las mismas.
Inhibición de adhesión mediante alteración
de superficie.
 Agentes quelantes
Xilitol.( Alcohol natural de azúcar).
Terapias que rompan la estructura del
biofilms.
Ez. Que disuelvan los polímeros de la matriz.
Reacciones Qcas. Que bloqueen la síntesis de
la matriz.
Análogos de proteínas y péptidos que
interfieran en Quorum sensing.(deriv. De la
furanona)
A pesar de lo mucho que hemos aprendido
sobre los biofilms bactrianos en los últimos
años ,todavía es necesario definir con
precisión su rol en las patologías crónicas.
Solo en ese momento se podrá determinar
cuales son los requerimientos genéticos y
los mecanismos de regulación de dicho
proceso.
FÍN.