Przeciwdziałanie tworzeniu biofilmu
Biofilmy są to społeczności bakteryjne wzrastające w obrębie wytworzonej przez siebie macierzy polimerowej. Występują często na umieszczanych w ciele urządzeniach medycznych, takich jak cewniki. Ich wzrost jest najprawdopodobniej regulowany przez wyczuwanie kworum (QS), czyli system komunikacji bakteryjnej, wykorzystujący wydzielanie małych hormonopodobnych molekuł samoindukujących. Biofilmy są oporne na odpowiedzi immunologiczne i antybiotyki, co czyni z nich główny czynnik chorobowości i śmiertelności infekcji. Celem finansowanego przez UE projektu NANOQUENCH (Novel coatings to prevent biofilm formation on urinary catheters based on nanoantibiotics and quorum quenching compounds) było stworzenie specyficznych metod pokrywania wewnętrznych urządzeń medycznych i zwalczania biofilmów mikrobiologicznych. Uczestnicy projektu skupili się na stworzeniu technologicznej platformy dezaktywacji QS i nowatorskich środków przeciwbakteryjnych, które przeciwdziałałyby tworzeniu biofilmu. Naukowcy opracowali strategię na przykładzie biofilmów bakterii Gram-ujemnych: Escherichia coli i Pseudomonas aeruginosa, wytworzonych na polistyrenowych powierzchniach lub na krzemowych paskach i cewnikach. Odkryli, że acylaza, enzym z rodziny hydrolaz, skutecznie likwiduje modelowe sygnały QS oraz umożliwi inhibicję tworzenia biofilmu P. aeruginosa. Ponadto w zabijaniu Gram-ujemnych bakterii biopolimerowe nanosfery z antybiotykami okazały się skuteczniejsze od ich nieprzetworzonych pochodnych. Przetestowano paski sylikonowe pod kątem wytworzenia przeciwbiofilmowych powierzchni cewników medycznych. Przy pomocy acylazy i polietylenoiminy stworzono na tych paskach skuteczne, wielowarstwowe powłoki przeciwbiofilmowe. Powłoki te umożliwiły skuteczną inhibicję przylegania bakterii, aż do 24 godzin. W praktyce warstwy okazały się funkcjonalnie stabilne po narażeniu na działanie moczu przez siedem dni i zachowały biokompatybilność po siedmiu dniach w bezpośrednim kontakcie z fibroblastami skóry. Co istotne, strategia projektu NANOQUENCH zapobiegania tworzenia biofilmu na cewnikach moczowych stanowi całkowicie innowacyjne podejście. Naukowcom udało się skutecznie zapobiegać tworzeniu się biofilmu i jednocześnie unikać rozwoju antybiotykooporności u bakterii.
Słowa kluczowe
Biofilm, cewnik moczowy, wyczuwanie kworum, NANOQUENCH, acylaza, polietylenoimina
