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Biofilm o biopelículas bacterianas ... ¿qué son?

Biofilm o biopelículas bacterianas ... ¿qué son?

Un biofilm o biopelícula bacteriana es una comunidad estructurada de bacterias que se adhieren a una superficie inerte o a un tejido biológico. El biofilm está contenido en una sustancia mucosa: una especie de “matriz extracelular”, producida por las bacterias y compuestas de sustancias poliméricas. Esta comunidad está caracterizada por una arquitectura compleja y contiene canales que permiten la circulación de nutrientes. En áreas separadas del biofilm también se pueden encontrar células que exhiben diferentes patrones de expresión génica. Esto tiene como resultado el generar una especie de “escudo” y gran tolerancia a condiciones adversas y mejor persistencia en ambientes hostiles. Además, confiere una protección contra agentes químicos como los antimicrobianos y sustancias producidas por células de la respuesta inmune innata.

En cuanto a las infecciones de los biofilm, la mayoría comparten algunas características clínicas, independientemente del sitio en del cuerpo humano en donde se desarrolle. Los biofilm son de crecimiento lento y gradual. Las comunidades bacterianas que se protegen con un biofilm rara vez son totalmente erradicadas por la respuesta inmune del huésped.  Las células sésiles del biofilm bacteriano liberan antígenos que resultan en la producción de anticuerpos y no son capaces de matar las bacterias y se acumulan alrededor de los tejidos. Esto puede resultar en un daño a los tejidos asociado con complejos inmunes. Este biofilm también atrae a los neutrófilos que continuamente liberan gránulos antimicrobianos que contienen especies reactivas de oxígeno que promueven la degradación de colágeno y por ende el daño tisular al huésped. Encima de esto, las terapias con antibiótico fallan para erradicar las bacterias en el biofilm y los síntomas suelen reaparecer postratamiento. Como resultado, incluso después de múltiples ciclos de tratamiento antibiótico, las infecciones del biofilm resultan en recaídas e infecciones persistentes o crónicas.

La formación de biofilm bacteriano implica un proceso que incluye la adhesión, colonización, formación de una estructura de biofilm “madura” y finaliza con la dispersión de este. Después de la primer colonización de la superficie, las bacterias se organizan en micro colonias o clústeres complejos multicelulares (de 5 a 200 µm de ancho), que producen sustancias poliméricas extracelulares y esto forma una matriz en la que las bacterias se sostienen juntas y permite que formen una estructura tridimensional. El bioflim crece lentamente a través de una combinación de divisiones celulares y reclutamiento de otras bacterias. Las células bacterianas en el biofilm pueden permanecer “dormidas” o inactivas hasta que las circunstancias sean favorables para su crecimiento y esto resulta en infección clínica. Dentro del mismo biofilm, también pueden encontrarse distintos gradientes de pH, nutrientes y oxígeno. Por ejemplo, debido al consumo de oxígeno por bacterias asociadas al biofilm, se desarrolla un gradiente de oxígeno con incremento en condiciones anaerobias, dentro del estrato más interno o núcleo.  Y cuando el biofilm crece, las células más internas se vuelven a separar de la interfase líquida afuera del biofilm en donde la fuente de energía más esencial y nutrientes se encuentran almacenadas.

 

Fuente: Hardy L, Cerca N, Jespers V, Vaneechoutte M, Crucitti T. Bacterial biofilms in the vagina. Res. Microbiol (2017),168 (9-10), 865–874.

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