FAKTY 12

2009

BIOFILMY: ZNACZENIE I KONTROLA W BEZPIECZEŃSTWIE BIOLOGICZNYM I ZARZĄDZANIU CHOROBAMI Z PERSPEKTYWY WETERYNARYJNEJ

Doktor Dirk J. Verwoerd BSc.Agric BVSc MRCVS

Podsumowanie wykonawcze

Biofilmy to proste lub złożone ekosystemy drobnoustrojów na powierzchniach. Badanie biofilmów łączy wiedzę z wielu różnych dyscyplin naukowych, takich jak inżynieria (komponenty, stopy, farby niekorozyjne itp), Fizyka (powierzchnie, dynamika przepływu itp), Weterynaryjny / Medyczny (mikrobiologia, farmakologia i terapia) i Higieny Żywności.

Powierzchnie te mogą być obojętne, a zatem pośrednio powiązane z chorobami populacji zwierząt i pacjentów, takie jak plastikowe rury wodociągowe w systemie siatkowym, klimatyzacja, systemy nawilżania i filtracji, cewniki dożylne, urządzenia protetyczne lub mogą mieć charakter biologiczny, a zatem bardziej bezpośrednio powiązany ze zdrowiem zwierząt, np. tkanka ziarniniakowa gojąca się rany, nabłonek dróg oddechowych i nabłonek gruczołowej błony śluzowej wymienia. Ekosystemy mogą składać się z bakterii, grzyby i / lub drożdże, które komunikują się ze sobą na różne sposoby. Organizmy drobnoustrojowe tworzą szkielet zewnątrzkomórkowej macierzy polisacharydowej (szlam) uniemożliwiające skuteczne działanie prostych środków dezynfekcyjnych / środki przeciwdrobnoustrojowe. Kilka badań wykazało, że a 10 -1000 wielokrotnie większa oporność bakterii na niektóre środki przeciwdrobnoustrojowe w fazie wzrostu biofilmu, w porównaniu z tym samym izolatem w planktonie (swobodnie pływające) formularz.

Niektóre z tych aspektów mają poważne implikacje praktyczne w zakresie powtarzalności / infekcje zbiornikowe, poziomy rozkład oporu, powikłań szpitalnych podczas długotrwałego pobytu w szpitalu i intensywnej terapii u poszczególnych pacjentów i populacji. Skuteczne strategie zwalczania biofilmów obejmują zintegrowane podejście, w stosownych przypadkach, antybiotyki / środki przeciwgrzybicze łączy się z czyszczeniem i dezynfekcją powierzchni przy użyciu związku wybranego ze względu na jego detergent, środek dezynfekujący i właściwości przyjazne dla tkanek, takie jak weterynaryjny środek dezynfekujący F10SC o szerokim spektrum działania / Roztwór antyseptyczny F10. Biofilm znajdujący się na twardych powierzchniach i we wnętrzu rur można skutecznie usunąć poprzez łączne użycie specjalnie opracowanego środka czyszczącego, takiego jak F919 Biofilm Remover, a następnie zastosowanie środka dezynfekującego F10.

Tworzenie mikrokolonii

Tworzenie biofilmu bakteryjnego rozpoczyna się od przylegania niewielkiej liczby komórek bakteryjnych do powierzchni (dokonanie doboru skutecznych biobójczych środków dezynfekcyjnych/antyseptycznych oraz zastosowanie aplikacji zamgławiających w celu uzyskania dostępu do trudno dostępnych powierzchni o krytycznym znaczeniu). Gdy planktonowa komórka bakteryjna wykryje i „zbada” powierzchnię, komórka może zaangażować się w aktywny proces adhezji i tworzenia biofilmu poprzez regulację w górę wielu różnych genów. Wśród nich znajdują się geny, które szybko stymulują tworzenie materiału egzopolisacharydowego (EPS) struktura, znany również jako „szlam bakteryjny”. Badania podstawowej architektury biofilmu wykazały, że mikrokolonia jest podstawową jednostką strukturalną biofilmu. Komórki bakteryjne w macierzy charakteryzują się brakiem ruchliwości Browna (ruch).

Dokładna analiza strukturalna kształtu wielu mikrokolonii często ujawnia kształt przypominający grzyba, większość komórek znajduje się w „koronie” grzyba, a bardzo niewiele w „łodydze”. Mikrokolonie ułożone są poziomo w cienkich biofilmach, ale mogą również tworzyć pionowe szeregi w bardzo gęstych zbiorowiskach osiadłych. Przepływ wody lub krwi przez te biofilmy odbywa się odrębnymi kanałami, ograniczanie narażenia tych bakterii na działanie środków przeciwdrobnoustrojowych/środków dezynfekcyjnych.

Mechanizmy biofilmu

Te biofilmy bakteryjne tworzą się na powierzchniach wyrobów medycznych i powierzchniach tkanek w uszkodzonych narządach, i rosną dokładnie w taki sam sposób, jak biofilmy rosną w systemach środowiskowych i przemysłowych. Naturalne prawa, które powodują, że bakterie preferencyjnie rosną w biofilmach na powierzchniach, działają we wszystkich ekosystemach. Te same mechanizmy, które chronią bakterie biofilmu w jeziorach i strumieniach przed drapieżną amebą, chronią także bakterie w układach zwierzęcych przed fagocytozą przez białe krwinki. podobnie, te same mechanizmy, które chronią biofilmy środowiskowe przed bakteriofagami i antagonistami chemicznymi w strumieniach i jeziorach, chronią również biofilmy w ciałach zwierząt przed przeciwciałami i antybiotykami. Wartość przeżycia tworzącego się biofilmu w ciele zwierzęcia jest prawdopodobnie nawet wyższa niż w większości systemów środowiskowych, ponieważ ciało jest nieubłagane i nieubłagane w skoordynowanym ataku immunologicznym na „obce” materiały, które do niego dostają się.

Biofilmy bakteryjne w systemach medycznych są praktycznie identyczne z biofilmami w każdym innym ekosystemie wodnym. To podstawowe zrozumienie jest bardzo cenne, ponieważ umożliwiło to istotny postęp w innych obszarach badań nad biofilmem.

Zakażenia dróg oddechowych i szpitalne:

Skomplikowana choroba układu oddechowego bydła, kompleks porównywalny pod wieloma względami do „społecznego zapalenia płuc” u ludzi, jest wynikiem interakcji między zestresowanymi/zagrożonymi żywicielami a różnymi mikroorganizmami, w tym różnymi wirusami, bakterie i mykoplazmy. Niedawne badania wykazały, że oporny i nawracający charakter tych schorzeń często można wyjaśnić rolą biofilmów Mycoplasma. Biofilmy bakteryjne często powikłane przez Mycoplasma spp. i elementy grzybowe są częste w przebiegu zespołu zapalenia worków powietrznych u ptaków.

Kompleksy immunologiczne w narządach dotkniętych biofilmem

Pozostaje wiele wyzwań, szczególnie w przypadku przewlekłych infekcji z wyraźnym składnikiem immunologicznym i/lub opornością ("szpital") bakteria. Aspekty te łączą się u pacjentów z mukowiscydozą i w ten sposób ilustrują powiązane zasady. Jedną z szkodliwych cech przewlekłego P. aeruginosa u pacjentów z mukowiscydozą polega na tworzeniu się dużych ilości kompleksów immunologicznych w płucach. Ponieważ poszczególni pacjenci z mukowiscydozą mogą zostać zakażeni P. aeruginosa przez dwie do trzech dekad, pacjenci ci tworzą ogromne ilości przeciwciał przeciwko antygenom tego trwałego patogenu. Te przeciwciała przeciwko Pseudomonas nie mogą przenikać przez matrycę egzopolisacharydową mikrokolonii komórek Pseudomonas w pęcherzykach płucnych. Mogą jednak reagować i reagują ze swoimi specyficznymi antygenami na powierzchni tych tajemniczych mikrokolonii, tworząc kompleksy immunologiczne. Kompleksy immunologiczne powodują poważne, uboczne uszkodzenia otaczających tkanek, w płucach chorych na mukowiscydozę i innych narządach zakażonych biofilmem, niektórzy klinicyści zaczęli obecnie stosować prednizon w celu zmniejszenia odpowiedzi immunologicznej, a tym samym zminimalizowania uszkodzeń tkanek obocznych w mukowiscydozie i innych zakażeniach biofilmem. Nowe przekonanie, że infekcje bakteryjne związane z urządzeniami i inne przewlekłe infekcje bakteryjne są powodowane przez bakterie rosnące w biofilmach, zachęciło klinicystów do stosowania wyższych dawek antybiotyków, w celu wczesnego usunięcia urządzeń, gdy terapia antybiotykowa zawodzi, oraz stosowanie supresji immunologicznej, gdy kompleksy immunologiczne grożą uszkodzeniem tkanki.

Leczenie ran

Niewiele ran widzianych przez lekarzy weterynarii może być uznanych za „czyste”, i nawet jeśli zaczną czysto, muszą zagoić się pod zasadniczo brudnymi warunkami, środowiska podatne na ponowne skażenie, często komplikowane przez uderzenie muchy. Szczególne wyzwania obejmują powierzchowne uszkodzenia dystalnych kończyn koniowatych, gdzie występują napięcia i ciągłe narażenie na mikroorganizmy środowiskowe (nawet pod bandażami) często opóźniają gojenie się ran nieproporcjonalnie do wielkości ubytku. Do częstych powikłań zalicza się sepsę, cellulit i nadmierna granulacja (dumne ciało). Inne sytuacje, w których rokowanie jest tradycyjnie bardzo złe, obejmują rozległe rany oparzeniowe, ukąszenia psów, którym towarzyszą duże obszary utraty skóry, rozległa martwica tkanek spowodowana (cytotoksyczne) ukąszenia węży itp. Często są one infekowane przez oportunistów środowiskowych, takich jak gronkowce, paciorkowce i pseudomony, wszystkie z wyjątkowo dobrze rozwiniętymi właściwościami tworzenia biofilmu, które pozostają oporne na konwencjonalne metody leczenia.

F10 w różnych formatach jest bardzo skuteczny jako część zintegrowanego protokołu leczenia; Weterynaryjny środek dezynfekujący F10 SC / Roztwór antyseptyczny F10 (1:250 roztwór) jako roztwór do nawadniania, Maść bakteriobójcza F10 i spray bakteriobójczy F10 ze środkiem owadobójczym. Ten ostatni jest szczególnie skuteczny w (owce) w gospodarstwie leczenie urazów i innych powierzchownych ran i skaleczeń, a także po zabiegach obcinania ogonów i kastracji, gdzie jego długotrwałe działanie chroni ranę przed ponownym zakażeniem i odstrasza owady (produkt ten jest również skuteczny w eliminowaniu inwazji spowodowanych uderzeniami much).

Wniosek

Lekarze weterynarii i lekarze w dużej mierze nie byli świadomi szybkiego wzrostu naszej wiedzy na temat interakcji w skomplikowanych ekosystemach drobnoustrojów, zwłaszcza gdy mają one duży wpływ na wynik terapeutyczny wyzwania, oporne na leczenie kompleksy chorobowe. Docenienie i zrozumienie kluczowej roli, jaką biofilmy odgrywają w postępie takich zespołów, znacznie pomoże w opracowaniu skutecznych metod leczenia., zintegrowane protokoły zapobiegawcze i lecznicze w przypadku dezynfekcji powierzchni (obojętny & biologiczny) łączyć z ogólnoustrojowymi środkami przeciwdrobnoustrojowymi i środkami wspomagającymi. To połączone podejście radykalnie zmieniło sukces: wskaźnik awaryjności w dużej liczbie weterynarii / zastosowań medycznych i obiecuje otworzyć nowe możliwości wszystkim, którzy mają wyobraźnię i motywację, aby ją realizować.

POBIERAĆ