Revoluční výzkum: Takto porazíme nebezpečné biofilmy!

Revoluční výzkum: Takto porazíme nebezpečné biofilmy!

Nedávná zpráva Univerzity Heinricha Heineho v Düsseldorfu (HHU) ukazuje, jak mohou bakterie ve formě biofilmů představovat vážnou hrozbu pro zdraví. Tyto biofilmy, které obsahují soubory bakterií a mikroorganismů, jsou nejen odolné, ale mohou také obsahovat to, co z nich dělá potenciální přenašeče onemocnění. Alarmující je zejména bakterie Pseudomonas aeruginosa, která je zodpovědná za různé infekce, včetně zápalů plic, močových cest a meningitid, a je považována za hlavního nemocničního patogena. HHU uvádí, že….

V rámci komplexního výzkumného projektu chemici z HHU ve spolupráci s kolegy z Mnichova a Groningenu zkoumali export polysacharidu „Pel“, který je klíčový pro tvorbu biofilmu P. aeruginosa. Tyto výsledky byly publikovány v časopise Nature Communications. Exportní komplex PelBC, základní struktura, je posledním krokem v bakteriální buňce před uvolněním Pel za vzniku matrice biofilmu. Pomocí kryo-elektronové mikroskopie byla analyzována dříve neznámá struktura a dynamika tohoto aparátu.

Role polysacharidů

Pseudomonas aeruginosa produkuje alespoň tři různé extracelulární polysacharidy, včetně Pel, Psl a alginátu, z nichž všechny jsou důležité pro vývoj biofilmu. Studie ukazuje, že nemukoidní varianty mohou používat buď Pel nebo Psl jako primární strukturní polysacharid. Mutační analýzy zdůraznily, že Psl je rozhodující pro povrchové připojení u většiny izolátů, zatímco Pel se stává významně důležitým v pozdějších fázích tvorby biofilmu. {' PMC uvádí, že… ‘}

Výzkumníci klasifikovali bakteriální kmeny do čtyř skupin na základě jejich funkčních a expresních profilů Pel a Psl. Tato klasifikace byla použita k pochopení toho, jak mohou různé kmeny udržovat tvorbu biofilmu navzdory mutacím v genech exopolysacharidů. Konkrétně výzkum ukazuje, že nadměrná produkce Pel a Psl by mohla představovat strategii přežití v měnících se prostředích.

Nebezpečí biofilmů

Biofilmy představují obrovskou výzvu pro terapeutické intervence. Jejich struktura je činí výrazně odolnějšími vůči antimikrobiálním látkám ve srovnání s planktonickými buňkami. To často vede k chronickým infekcím a terapeutickým činidlům, které selhávají. Morbidita a mortalita u pacientů infikovaných Pseudomonas se pohybuje mezi 20 a 60 %, zejména u multirezistentních kmenů. Rizikové faktory pro takové infekce zahrnují strukturální onemocnění plic, hematologické novotvary a nedávné užívání antibiotik.

Budoucí výzkum by měl nejen vrhnout další světlo na mechanismy expresního komplexu Pel, ale také na interakci mezi Pel a dalšími proteinovými komplexy, které se podílejí na syntéze Pel. Strategie boje proti infekcím založeným na biofilmu, jako je inhibice systémů quorum sensing a vývoj nových antimikrobiálních peptidů, jsou také cílem probíhajících výzkumů. PMC zdůrazňuje, že…