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Biofilms Bacterianos Relación con patologías Otorrinolaringológicas. Recopilación y Actualización Dra. Glenda S. M. Carchiolo.

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1 Biofilms Bacterianos Relación con patologías Otorrinolaringológicas. Recopilación y Actualización Dra. Glenda S. M. Carchiolo

2 Las bacterias existen en la naturaleza bajo dos formas o estados. Bacterias Planctónicas. Bacterias Biofilms. Se postula que el 99% de todas las células bacterianas existen en calidad de biofilms y tan solo 1% en estado planctónico( de libre flotación).Sin embargo la mayoría de las infecciones humanas continúa basada en el estudio de las minoritarias bacterias planctónicas.

3 Las bacterias han crecido en biofilms durante millones de años, como parte de una estrategia exitosa para colonizar el planeta y la mayoría de los seres vivos. Nosotros sólo hemos reconocido esta forma de vida de las bacterias en las últimas dos décadas.

4 No se restringe a un microorganismo específico. Depende de las condiciones ambientales adecuadas una misma bacteria puede crecer como biofilm o en forma planctónica. biofilms en cualquier ambiente liquido.(entorno ideal para fijación en superficie y crecimiento) La adhesión a una superficie húmeda sea inerte o viviente es de carácter irreversible.

5 Definición de Biofilms. Es una comunidad microbiana sésil, caracterizada por células que están adheridas irreversiblemente a un substrato o interfase unas con otras encerradas en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares que ellas han producido.

6 Composición Agua 97%. Células bacterianas 15 a 20%. Exopolisacáridos (EPS) componente fundamental producido por las propias bacterias. Elementos de lisis bacteriana. En menos cantidad: Sustancias polimétricas extracelulares (SPE) compuestas por proteínas ácidos nucleicos y polisacáridos. Material no bacteriano: cristales de sales minerales partículas de corrosión y/o sedimento o componentes sanguíneos según el medio donde se desarrolla el biofilms. Los EPS pueden tener carga neutra o carga poli aniónica según el exopolisacárido,que le permite interactuar con diferentes antimicrobianos,sin capacidad de actuar sobre las bacterias.

7 Arquitectura del biofilms No es sólida. Las bacterias biofilms viven en torreones celulares en forma tridimensional. Torreones compuestos por micro colonias de diferentes células bacterianas aeróbicas y anaeróbicas. Envueltos por exopolisacáridos. Separadas unas de otras por espacios intersticiales huecos (canales de agua), que permiten el flujo de líquido, nutrientes y oxígeno y remoción de desechos. La formación y estructura del biofilms depende del sustrato al que se unen.

8 Estructura del biofilm bacteriano Microscopía electrónica

9 Etapas de formación del biofilms bacteriano Se divide en 3 etapas: ADHESIÓN. FORMACIÓN O CRECIMIENTO. SEPARACIÓN O DESPRENDIMIENTO

10 ADHESIÓN ABSORCIÓN REVERSIBLE ADHESIÓN IRREVERSIBLE FILMS CONDICIONANATES PRPIEDAD FCO QCA DE SUPERFICIE SUPERFICIES ÁSPERAS ABUNDANTE SUMINISTRO DE NUTRIENTES

11 FORMACIÓN O CRECIMIENTO DIVISIÓN DE CÉLULAS HIJAS FORMACIÓN DE MICROCOLONIAS ELAVORACIÓN DE EXOPOLISACÁRIDOS MATRÍZ DEL FILM BACTERIANO

12 SEPARACIÓN O DESPRENDIMIENTO LIBERACIÓN AISLADA O CONGLOMERADO DE BACTERIAS COLONIZACIÓN DE NUEVAS SUPERFICIES CERRANDO EL PROCESO DE FORMACIÓN Y DESARROLLO DEL BIOFILMS. EROSIÓN O DESLIZAMIENTO SEPARACIÓN ABRASIÓN

13 Etapas de formación de un biofilms

14

15 QUORUM SENSING Auto Inducción La unión de microorganismos a una superficie y ulterior formación de un biofilms, las bacterias necesitan asegurarse de que están en contacto y lo realizan por medio de señales químicas, pequeñas moléculas mensajeras que le permiten comunicarse unas con otras denominado quorum sensing.

16 SENTIR LA PRESENCIA DE MICROORGANISMOS VECINOS DETERMINAR LA DENSIDAD DE LA POBLACIÓN EXISTENTE RESPONDER A EVENTUALES CONDICIONES CAMBIANTES

17 LOS GERMENES QUE UTILIZAN QUORUM SENSING ELAVORAN Y SECRETAN MOLÉCULAS SEÑALIZADORAS,LLAMADOSAUTO INDUCTORES. LAS PRINCIPALES MOLÉCULAS UTILIZADAS SON: BACTERIAS GRAM - : ACIL HOMOSERINA - LACTONAS. BACTERIAS GRAM + :OLIGOPEPTIDOS MODIFICADOS.

18 Biofilms e Infecciones Humanas. Las infecciones durante el siglo pasado eran causadas por bacterias dotadas de mecanismos patogénicos específicos: difteria, TBC, cólera etc. En la actualidad han sido desplazadas del primer plano por microorganismos ubicuos, capaces de producir infecciones crónicas, que responde pobremente a los antibióticos, y no pueden prevenirse por la inmunización.

19 Biofilms Bacterianos

20 Gradualmente se está evidenciando que los biofilms poseerían un papel importante en patologías otorrinolaringológicas, tales como: Otitis Media Crónica. Amigdalitis crónica. Rinosinusitis crónica. Colesteatoma. Infecciones asociadas a dispositivos.

21 Otitis media crónica. Comportamiento de patógenos no claro. Los cultivo a menudo no muestran Desarrollo. Terapia ATB con escaso o nulo efecto en Resolución. Duración de la patología con frecuencia es prolongado

22 Hall Stodley y col: Detectaron presencia de biofilms en 92% de muestras de MOM examinadas con microsc. Electrónica. De 26 niños con OME Y OMR. Chole y col : Encontraron biofilms en el interior de criptas en 11 de 15 amígdalas Infectadas. Cryer y col: Fueron los primeros en informar presencia de biofilms en pacientes intervenidos quirúrgicamente en las RSC y que continuaban presentando síntomas. Ramadan: Mediante estudio de 30 pacientes con RSC detectó que 24 (80%) de los 30 pacientes presentaban evidencias de biofilms.

23 RESISTENCIA BACTERIANA Resistentes a los mecanismos de defensa por el huésped por su complejidad y tamaño. Resistencia a los ATB, siendo capaces de sobrevivir a concentraciones miles de veces mayor respecto a B. Planctónicas.

24 Hipótesis de resistencia ATB en bacterias Biofilms. Pentración lenta o incompleta del ATB al biofilms. Causas metabolicas. Cambios genéticos. Formación de esporas.

25 Estrategias terapéuticas futuras. El reconocimiento de que el biofilms es responsable de un grupo significativo de enfermedades crónicas posibilita la búsqueda de enfoques novedosos para el tratamiento y la prevención de las mismas.

26 Inhibición de adhesión mediante alteración de superficie. Agentes quelantes Xilitol.( Alcohol natural de azúcar). Terapias que rompan la estructura del biofilms. Ez. Que disuelvan los polímeros de la matriz. Reacciones Qcas. Que bloqueen la síntesis de la matriz. Análogos de proteínas y péptidos que interfieran en Quorum sensing.(deriv. De la furanona)

27 A pesar de lo mucho que hemos aprendido sobre los biofilms bactrianos en los últimos años,todavía es necesario definir con precisión su rol en las patologías crónicas. Solo en ese momento se podrá determinar cuales son los requerimientos genéticos y los mecanismos de regulación de dicho proceso.

28 FÍN.


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