Επαναστατική έρευνα: Έτσι νικάμε τα επικίνδυνα βιοφίλμ!

Επαναστατική έρευνα: Έτσι νικάμε τα επικίνδυνα βιοφίλμ!

Μια πρόσφατη έκθεση από το Πανεπιστήμιο Heinrich Heine του Ντίσελντορφ (HHU) δείχνει πώς τα βακτήρια με τη μορφή βιοφίλμ μπορούν να αποτελέσουν σοβαρή απειλή για την υγεία. Αυτά τα βιοφίλμ, τα οποία περιέχουν συλλογές βακτηρίων και μικροοργανισμών, δεν είναι μόνο ανθεκτικά, αλλά μπορούν επίσης να φιλοξενήσουν αυτό που τα καθιστά πιθανούς φορείς ασθενειών. Ιδιαίτερα ανησυχητικό είναι το βακτήριο Pseudomonas aeruginosa, που ευθύνεται για διάφορες λοιμώξεις, συμπεριλαμβανομένης της πνευμονίας, των ουρολοιμώξεων και της μηνιγγίτιδας και θεωρείται σημαντικό νοσοκομειακό παθογόνο. Το HHU αναφέρει ότι….

Σε ένα ολοκληρωμένο ερευνητικό πρόγραμμα, χημικοί στο HHU, σε συνεργασία με συναδέλφους από το Μόναχο και το Γκρόνινγκεν, ερεύνησαν την εξαγωγή του πολυσακχαρίτη «Pel», ο οποίος είναι ζωτικής σημασίας για το σχηματισμό βιοφίλμ του P. aeruginosa. Αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nature Communications. Το σύμπλεγμα εξαγωγής PelBC, μια βασική δομή, είναι το τελευταίο βήμα μέσα στο βακτηριακό κύτταρο πριν απελευθερωθεί το Pel για να σχηματίσει τη μήτρα βιοφίλμ. Με τη χρήση κρυοηλεκτρονικής μικροσκοπίας, αναλύθηκε η προηγουμένως άγνωστη δομή και δυναμική αυτού του μηχανήματος.

Ο ρόλος των πολυσακχαριτών

Το Pseudomonas aeruginosa παράγει τουλάχιστον τρεις διαφορετικούς εξωκυττάριους πολυσακχαρίτες, συμπεριλαμβανομένων των Pel, Psl και αλγινικού, τα οποία είναι όλα σημαντικά για την ανάπτυξη βιοφίλμ. Μια μελέτη δείχνει ότι οι μη βλεννοειδείς παραλλαγές μπορούν να χρησιμοποιούν είτε Pel είτε Psl ως τον κύριο δομικό πολυσακχαρίτη. Οι αναλύσεις μετάλλαξης τόνισαν ότι το Psl είναι ζωτικής σημασίας για την επιφανειακή προσκόλληση στα περισσότερα στελέχη, ενώ το Pel γίνεται σημαντικά σημαντικό σε μεταγενέστερα στάδια σχηματισμού βιοφίλμ. {' Η PMC αναφέρει ότι… '}

Οι ερευνητές ταξινόμησαν τα βακτηριακά στελέχη σε τέσσερις ομάδες με βάση τα λειτουργικά προφίλ και τα προφίλ έκφρασης Pel και Psl. Αυτή η ταξινόμηση χρησιμοποιήθηκε για να κατανοηθεί πώς διαφορετικά στελέχη μπορούν να διατηρήσουν το σχηματισμό βιοφίλμ παρά τις μεταλλάξεις στα γονίδια των εξωπολυσακχαριτών. Συγκεκριμένα, η έρευνα δείχνει ότι η υπερβολική παραγωγή Pel και Psl θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει μια στρατηγική επιβίωσης σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα.

Οι κίνδυνοι των βιοφίλμ

Τα βιοφίλμ αντιπροσωπεύουν μια τεράστια πρόκληση για θεραπευτικές παρεμβάσεις. Η δομή τους τα καθιστά σημαντικά πιο ανθεκτικά στους αντιμικροβιακούς παράγοντες σε σύγκριση με τα πλαγκτονικά κύτταρα. Αυτό συχνά οδηγεί σε χρόνιες λοιμώξεις και θεραπευτικούς παράγοντες που αποτυγχάνουν. Τα ποσοστά νοσηρότητας και θνησιμότητας σε ασθενείς μολυσμένους με Pseudomonas ποικίλλουν μεταξύ 20 και 60%, ιδιαίτερα για στελέχη που είναι ανθεκτικά σε πολλά φάρμακα. Παράγοντες κινδύνου για τέτοιες λοιμώξεις περιλαμβάνουν δομική πνευμονοπάθεια, αιματολογικά νεοπλάσματα και πρόσφατη χρήση αντιβιοτικών.

Η μελλοντική έρευνα δεν θα πρέπει μόνο να ρίξει περαιτέρω φως στους μηχανισμούς του συμπλέγματος Pel express, αλλά και στην αλληλεπίδραση μεταξύ Pel και άλλων πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων που εμπλέκονται στη σύνθεση του Pel. Οι στρατηγικές για την καταπολέμηση των λοιμώξεων που βασίζονται σε βιοφίλμ, όπως η αναστολή των συστημάτων ανίχνευσης απαρτίας και η ανάπτυξη νέων αντιμικροβιακών πεπτιδίων, αποτελούν επίσης στόχο των συνεχιζόμενων ερευνών. Η PMC τονίζει ότι…