Revolutionerande forskning: Det är så vi besegrar farliga biofilmer!

Revolutionerande forskning: Det är så vi besegrar farliga biofilmer!

En färsk rapport från Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) visar hur bakterier i form av biofilmer kan utgöra ett allvarligt hot mot hälsan. Dessa biofilmer, som innehåller samlingar av bakterier och mikroorganismer, är inte bara motståndskraftiga utan kan också hysa det som gör dem till potentiella sjukdomsvektorer. Särskilt alarmerande är bakterien Pseudomonas aeruginosa, som är ansvarig för olika infektioner, inklusive lunginflammation, urinvägsinfektioner och hjärnhinneinflammation, och som anses vara en stor sjukhuspatogen. HHU rapporterar att....

I ett omfattande forskningsprojekt har kemister vid HHU, i samarbete med kollegor från München och Groningen, undersökt exporten av polysackariden ”Pel”, som är avgörande för biofilmbildningen av P. aeruginosa. Dessa resultat publicerades i tidskriften Nature Communications. PelBC-exportkomplexet, en väsentlig struktur, är det sista steget i bakteriecellen innan Pel frigörs för att bilda biofilmmatrisen. Genom att använda kryo-elektronmikroskopi analyserades den tidigare okända strukturen och dynamiken hos detta maskineri.

Polysackaridernas roll

Pseudomonas aeruginosa producerar minst tre olika extracellulära polysackarider, inklusive Pel, Psl och alginat, som alla är viktiga för biofilmutveckling. En studie visar att icke-mucoida varianter kan använda antingen Pel eller Psl som den primära strukturella polysackariden. Mutationsanalyser visade att Psl är avgörande för ytfästning i de flesta isolat, medan Pel blir avsevärt viktig i senare stadier av biofilmbildning. {' PMC rapporterar att... '}

Forskarna klassificerade bakteriestammarna i fyra grupper baserat på deras funktionella och uttrycksprofiler av Pel och Psl. Denna klassificering användes för att förstå hur olika stammar kan upprätthålla biofilmbildning trots mutationer i exopolysackaridgenerna. I synnerhet visar forskning att överdriven produktion av Pel och Psl kan representera en överlevnadsstrategi i föränderliga miljöer.

Farorna med biofilmer

Biofilmer utgör en enorm utmaning för terapeutiska ingrepp. Deras struktur gör dem betydligt mer resistenta mot antimikrobiella medel jämfört med planktonceller. Detta leder ofta till kroniska infektioner och terapeutiska medel som misslyckas. Morbiditet och dödlighet hos Pseudomonas-infekterade patienter varierar mellan 20 och 60 %, särskilt för multiresistenta stammar. Riskfaktorer för sådana infektioner inkluderar strukturell lungsjukdom, hematologiska neoplasmer och nyligen använda antibiotika.

Framtida forskning bör inte bara belysa mekanismerna för Pel-expresskomplexet ytterligare, utan också på interaktionen mellan Pel och andra proteinkomplex som är involverade i syntesen av Pel. Strategier för att bekämpa biofilmbaserade infektioner, såsom hämning av kvorumavkänningssystem och utveckling av nya antimikrobiella peptider, är också målet för pågående undersökningar. PMC understryker att...