BIOFILMEK KÉPZŐDÉSE ÉS TERJEDÉSE
A biofilm képződése jól szervezett, és fejlődése során intercelluláris és intracelluláris jelzés történik. A gének /fehérjék szabályozottak és ez alapján kötődnek a baktériumok gazdasejtekhez. A biofilm a rögzítést követő 24 órán belül képződhet. A biofilmek kialakulásának és elterjedésének öt fő lépése van (lásd a 2. ábrát). A rögzítési fázis után a baktériumok (mono)réteget képeznek, és polimer mátrixréteget hoznak létre a védelem érdekében. Az utolsó szakaszban az érett biofilm egyes sejtjei vagy részei planktonikus sejtekként újra leválnak és szétszóródnak a környezetben. A biofilmképződés új ciklusát kezdhetik el a test más részein (Guzmán-Soto et al., 2021).
1. ábra: Az egyes baktériumfajok biofilmképződésének sematikus ábrázolása szilárd felületen (AHV International, Guzmán-Soto et al., 2021 alapján)
BIOFILMEK ÉS A GAZDASZERVEZET IMMUNRENDSZERE
Röviden, a biofilmképződés a baktériumok túlélési stratégiája, illetve védelmi mechanizmusa . Nagyon nehéz felszámolni a biofilmet a rendelkezésre álló, általánosan ismert/használt eszközök segítségével, addig amíg az állat immunrendszere nem képes kimutatni és fagocitózni a baktériumokat egy biofilmben (Prakash et al., 2003).
Initial infection
Bacteria invade the host causing infection and form an extracellular structure – biofilm
Dormant period
Biofilm “protects” the bacteria inside as it is impenetrable to antibiotics and immune cells
Chronic infection
Upon reaching sufficient population, bacteria in biofilm reoccur in planktonic state and cause recurring infections
Figure 2:
Ez azt jelenti, hogy az állatok immunrendszere csak plankton baktériumokat érzékeli, biofilmbe rejtett baktériumokat már nem. Mindenféle stresszor esetén az állatok immunrendszere legyengül, ami azt eredményezi, hogy a biofilmből származó baktériumok planktonikussá válnak, ez új kihívásokhoz vezet a szervezet számára. (lásd a 3. ábrát.)
3. ábra: A krónikus fertőzések kiújulása immunszuppresszió és biofilmképződés együttes jelenléte miatt s
Krónikus biofilmképződés a következő problémákhoz vezethet tejelő teheneknél: Streptococcus dysgalactiae, Streptococcus agalactiae, Streptococcus uberis és Escherichia coli (M.B. Melchior et al, 2006,)
Sertésnél: Streptococcus Suis (Yang Wang et al. 2018. Clostridium perfringens (A. (Charlebois et al 2014). Avian Escherichia coli (APEC) (Kushal Grakh et al 2022).
Az állat egészségének fenntartása érdekében meg kell akadályozni a biofilmképződést.
BIOFILM AZ ANTIMIKROBIÁLIS REZISZTENCIA (AMR) KIALAKULÁSÁVAL KAPCSOLATBAN:
A biofilmek sűrű polimer mátrixa miatt az antibiotikumok behatolása korlátozott lesz, aminek következtében a baktericid kritikus szint alatt gradiens alakul ki, ami a mikrobiális rezisztencia gyorsabb fejlődését eredményezi. Philip S. Stewart, et al 2002 / Niels Høiby et al 2009. Számos antibiotikum szubgátló (?) koncentrációja képes a biofilm kialakulásának fokozására pathogének által (Kaplan 2011). Tehát a szervezetben a krónikus és visszatérő mikrobiális fertőzések körülbelül 80% -a bakteriális biofilmnek köszönhető. A biofilmekben lévő mikrobiális sejtek 10–1000-szer nagyobb antibiotikum-rezisztenciát mutattak, mint a plankton sejtek (Abranches J 2011).
