Биопленки – что это такое и как с ними бороться?

О новейших разработках для детекции и деструкции биологических пленок бактерий на абиотических поверхностях на прошедшем 3 февраля вебинаре рассказал генеральный директор «BFR laboratories» Олег Емшанов.

Представляем вам основные тезисы его выступления.

Что такое биопленка?

Биопленка – это организованное сообщество бактерий. Около 99% всех микроорганизмов на планете обитает в консорциумах – на биопленках, а не в одиночном виде. Биопленка состоит их самих бактерий (15% объема) и экзоклеточного полисахаридного матрикса - ЭПМ (85% объема).

Для чего бактерии объединяются в биопленки? Что надо знать о них?

Ответ на этот вопрос очевиден – чтобы защититься от неблагоприятных факторов внешней среды, таких как антибактериальные вещества, антибиотики, дезинфицирующие средства, изменения температуры, высыхание, ультрафиолетовое облучение и других, а также для каркаса и создания благоприятной среды для взаимодействия. Таким образом, матрикс замедляет проникновение дезсредств и антибиотиков внутрь биопленки.

Это приводит к появлению внутри биопленок клеток с измененным метаболизмом. Клеток, которые обладают признаками резистентности и толерантности.

Резистентность – способность микроорганизмов размножаться в присутствии анитбиотиков. Она генетически наследуется или приобретается при переносе генов.

Толерантность отличается от резистентности своей неспособностью к росту в неблагоприятиных условиях, но, в то же время, способностью избежать гибели от антибактериального агента. Толерантность - фенотипическое свойство, которое не наследуется.

Такие видоизмененные клетки невозможно обнаружить, потому что матрикс препятствует механическому переносу бактерий на биологически активные питательные диагностические среды, которые берут для пробы специалисты отдела качества. Однако, если они не обнаружены, то это не означает, что их нет. Попадая в организм человека, такие бактерии становятся активными и могут вызывать различные заболевания.

Согласно Методическим рекомендациям МР 4.2.0161-19 «Методы индикации биологических пленок микроорганизмов на абиотических поверхностях», объекты пищевых производств (технологическое оборудование, тара, инвентарь, стены, пол, одежда и т.д.) обязаны регулярно проверять на предмет образования биопленок и своевременно уничтожать их.

Существуют ли эффективные средства для обнаружения и разрушения биопленок?

К сожалению, с развитием технологий, а соответственно, и появлением новой информации, основанной на многочисленных исследованиях, неэффективными в отношении биопленок были признаны смеси и растворы следующих средств:

• изопропанол;
• глютаровый альдегид;
• четвертичный аммоний;
• триклозан;
• гуанидины;
• хлоргексидин.

Их неэффективность в отношении матриксов связана с тем, что он обладает высокими защитными свойствами для бактерий.

Однако сегодня уже существуют проверенные препараты, которые помогают решить эти проблемы.

Какова стратегия борьбы с биопленками?

Ложноотрицательные смывы с биопленок не отражают реальную картину контаминации поверхностей, поэтому ряд средств ориентируется на следующую схему обнаружения таких колоний: детекция матрикса, детекция бактерий в состоянии биопленки и проведение бактериальных смывов после обработки препаратами, разрушающими ЭПС.

Индикация происходит с использованием различных средств:

• каталазных экспресс-средств;
• флуорохромных красителей;
• ферментных индикаторов.

Вслед за обнаружением биопленки следует произвести процесс ее деструкции. Удаление биопленок можно произвести при помощи различных способов:

• физических - лазеров, холодных лазеров;
• препаратов, разрушающих матрикс биопленки;
• конструирования генно-инженерных фагов;
• комбинированного воздействия различными средствами, а также другими.

Подробнее о способах индикации и детекции биопленок можно узнать из видео с вебинара.