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Introducción al concepto de biopelícula
Alex Soriano
Hospital Clínic de Barcelona
Número de artículos en PubMed en los que la
palabra “biofilm” aparece en el título
Número de artículos
819
342
4
14
39
1985
1990
1995
86
2000
2005
2010
dispositivos extravasculares
dispositivos intravasculares
derivación de LCR
marcapasos
implante mamario
válvula cardiaca
catéter intravascular
implante ortopédico
prótesis vascular
otitis media
fibrosis quística
endocarditis
infección urinaria
recurrente
osteomielitis crónica
úlcera crónica
Rani SA, et al. Spatial patterns of DNA replication, protein
synthesis and Oxigen concentration within biofilms
reveal diversal physiological states
J Bacteriol 2007; 189: 4223-33
Biofilm de S. epidermidis
rojo: biomasa
verde: análogo de timidina (síntesis de ADN)
Rani SA, et al. Spatial patterns of DNA replication, protein
synthesis and Oxigen concentration within biofilms
reveal diversal physiological states
J Bacteriol 2007; 189: 4223-33
S. epidermidis
Oxígeno puro
38 μm59 μm
verde: GFP (síntesis de proteínas)
Difusión de 02
50 μm
150 μm
La actividad de los
antibióticos se limita a los
estratos más superficiales
de la biopelícula.
Las bacterias situadas en
profundidad tienen una
tasa de duplicación muy
reducida (0.013 h-1)
profundidad (μm)
Davies DG, et al. The involvement of cell to cell signals in
the development of a bacterial biofilm.
Science 1998; 280: 295-8
Biofilm de S. epidermidis
Señalización química interbacteriana esencial para
la construcción de una biocapa madura (“quorum
sensing”)
rojo: biomasa
verde: análogo de timidina (síntesis de ADN)
Nguyen SA, et al. Active Starvation Responses Mediate
Antibiotic Tolerance in Biofilms and Nutrient-Limited
Bacteria
Science 2011; 334: 982-6
Biofilm de S. epidermidis
starvation-signaling stringent response
(relA, spoT)
rojo: biomasa
verde: análogo de timidina (síntesis de ADN)
Curva de letalidad estándar para un antibiótico
UFC / mL
log10
sin ATB
8
6
4
2
bacterias persistentes
0
1
2
3
4
5
6
7
8
10 mg
horas
Nathalie Q. Balaban
Bacterial Persistence as a Phenotypic Switch
Science 2004; 305: 1622-1625
ampicilina
siembra
nanotecnología
Nathalie Q. Balaban
Bacterial Persistence as a Phenotypic Switch
Science 2004; 305: 1622-1625
ampicilina
nanotecnología
Nathalie Q. Balaban
Bacterial Persistence as a Phenotypic Switch
Science 2004; 305: 1622-1625
nanotecnología
ATB
mg / L
UFC/mL
10
107
Población
bacteriana
heterogénea
1 (CIM)
102
15
ATB
Tiempo (h)
ATB
mg / L
UFC/mL
10
107
1 (CIM)
102
Inmunidad del
huésped (fago)
15
ATB
ATB
Tiempo (h)
Rosen DA
PLoS In Medicine
2007;4:329
filamentos
PNAS2004;101:13333
PNAS2006;103:19884
Pili tipo I
EMBO J 2000;19:2803
Science 1998;282:1494
La formación de
PODS en el urotelio
Proceso de formación
Science2003;301:105 Infect Imm 2001;69:4572
(modelo murino)
PNAS 2006;103:14170
James
GA,C.et Davis,
al.
Stephen
et al. Microscopic and physiologic
Biofilms
wounds.
evidenceinforchronic
biofilm-associated
wound colonization in vivo
Wound Rep
Regand
2008;
16: 37-44 2008;16: 23-29
Repair
Regeneration
Úlceras
crónicas:
30 / 50
(60%) con S. aureus
Modelo animal
de úlcera
cutánea
infectada
Heridas agudas: 1 / 16 (6.2%)
Edmiston Ch, et al. Impact of selective antimicrobial
agents on staphylococcal adherence to biomedical
devices.
Am J Surg 2006; 192: 344–354
Nº fibras estériles/ Nº total de fibras (%)
Días de exposición
4
7
10
Vancomicina
40
0/5
0/5
3 / 5 (60)
Gentamicina
8
0/5
0/5
3 / 5 (60)
Linezolid 1
10 1 / 5 (20)
4 / 5 (80)
5 / 5 (100)
Daptomicina
8
40 3 / 5 (60)
5 / 5 (100)
-
Rifampicina
16
12 5 / 5 (100)
-
-
S. aureus
Placa de microtiter
96 biopelículas de S. aureus
Placa de microtiter
96 biopelículas de S. aureus
Método Calgary