Бактериальные сообщества, называемые биопленками, могут быстро забивать медицинские устройства, такие как стенты, катетеры и фильтры для воды, формируя 3-мерные стримеры, которые блокируют поток. Находка будет информировать будущие подходы к предотвращению появления биопленок в потенциально смертельных случаях.
Бактерии, протекающие через трубку, образуют зеленую биопленку на стенах. Бактерии, помеченные красным цветом, которые текут через камеру, попадают в липкую матрицу, образуя стримеры, которые забивают канал. Источник изображения: Кнут Дрешер.
Биопленки - сложные, многослойные сообщества бактерий и других микробов. Они могут образовываться на биологических поверхностях, таких как зубы или на медицинских устройствах, таких как катетеры и стенты, внутри тела. Бактерии в биопленках устойчивы к антибиотикам и могут вызывать серьезные инфекции.
Исследовательская группа под руководством д-ра. Говард А. Стоун и Бонни Л. Bassler из Принстонского университета отправился, чтобы лучше понять характеристики биопленки. P. который образует биопленки в почве, реках и сточных водах, а также на медицинских устройствах. Вместо того, чтобы использовать стандартные чашки или колбы Петри для исследования, группа разработала специальную систему потоков, которая имитировала реальные условия жизни. Они маркировали бактерии зеленой биркой и наблюдали их под микроскопом, когда они текла через узкую трубку со многими изгибами. Эта работа частично финансировалась Национальным институтом общих медицинских наук (NIGMS) НИИ.
что бактерии быстро росли и накапливались, образуя биопленку на стенках трубки в течение приблизительно 40 часов. Однако накопление этой биопленки не сильно повлияло на поток через трубку.
Бактерии в биопленках связаны друг с другом матрицей соединений, которые они производят, называются внеклеточными полимерными веществами. Исследователи обнаружили, что бактерии на стенках трубки проливают эту молекулярную матрицу, создавая сетчатую сетку в трубке.
Исследователи отметили еще одну группу бактерий красным тегом и следили за ними, когда они текла по той же трубке. Эти бактерии попали в сетчатую сетку и образовали стримеры 3-D. Стримеры соединяли промежутки между изгибами в трубе, забивая трубу всего за 30 минут.
Исследователи обнаружили, что бактерии могут образовывать кос в искусственную почву и в сетке, подобной найденной в фильтры для воды. Биопленки серпантин также формируется на НМС в пределах 12 часов, охватывая пробелы в проволочной сетке. Эти результаты свидетельствуют о том, что биопленка серпантин распространены в природе и могут блокировать поток в самых разнообразных промышленных и медицинских учреждениях.
Для меня было неожиданностью, как быстро биопленочные ленты стали причиной полного засорения », - говорит Стоун. Не было никакого предупреждения, что что-то плохое должно было случиться.
Исследователи также проверили несколько генов, которые были связаны с биопленки в прошлых исследованиях. При удалении только подмножество генов влияет образование биопленки в проточных условиях. Эти результаты подчеркивают важность использования условий реальной жизни, чтобы испытать методы профилактики и лечения биопленки.
