batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Category:

Как разорвать биопленку?

Текст: Кира Кондратьева

По приблизительной оценке, если собрать вместе все бактерии, населяющие биосферу Земли, перед нами вырастет второй Эверест. 99% всей этой горы бактерий входит в состав биопленок – густо заселенных слизистых колоний. Эти пленки растут почти везде, предпочтение отдается твердым субстратам, соприкасающимся с жидкостью. Например, каждая песчинка в море обрастает микроскопическим слоем бактерий, микроорганизмы облюбовали себе местечко на поверхности растений и в симбиозе с ними. Да что с растениями, во взрослом человеке суммарный вес одноклеточных компаньонов может достигать 5 кг!

Читатель: Но ведь не все бактерии одинаково полезны?
Автор: Это так. Вы, конечно, слышали о зубном налете? Это тоже биопленки.

Биопленки опасны не только для зубов. Наибольшие проблемы вызывает зарастание имплантатов и всего медицинского оборудования, а также оборудования пищевых предприятий, нефтепроводов и т.д. и т.п.

Читатель: Почему же нельзя использовать сильное моющее средство, или высокую температуру, или антибиотики?
Автор: Потому что биопленки повышают бактериальную персистенцию — способность бактерий выживать под жесткими воздействиями.

Образуя биопленки, микроорганизмы прикрепляются к поверхности и друг к другу очень плотно, а в оставшееся свободным пространство и наружу выделяют органические вещества, чаще всего полисахариды, которые вместе с водой превращаются в слизь. Этот внеклеточный матрикс ограничивает проникновение опасных веществ внутрь.


Источник: Aqua Finesse

Сами клетки тоже могут защищаться, например, более активно использовать помпы, откачивающие вредные соединения из клетки. В сообщество часто входят неродственные виды, что создает высокую генетическую разнородность, и с помощью горизонтального переноса бактерии могут обмениваться генами, помогающими выжить. В биопленках клетки растут медленнее и иногда отказываются от клеточной стенки, поэтому антибиотики, блокирующие какую-нибудь жизненно важную реакцию, просто не находят своей цели, а потом выводятся с помощью помп. Еще в колонии присутствует немного клеток-персистеров – особо живучих клеток, способных дать начало новой популяции, если биопленку все-таки удалось разрушить.

Автор: Да, человеку очень тяжело бороться с биопленками.
Читатель: Я в шоке. Что же делать будем?

В сентябрьском номере журнала Molecular Microbiology были опубликованы интересные результаты. Ученые исследовали морские губки, биопленки в которых достигают иногда 30 – 40% от общей массы. Такая высокая плотность роста микроорганизмов идеально подходит для исследований сигналинга – способа бактерий общаться, используя небольшие химические соединения. Если достаточное количество бактерий собралось в одном месте – точно так же, как на деловой встрече достигнут кворум, они могут «решить», как дальше будет развиваться колония. Каждая клетка выделяет в среду сигнальное вещество, которое, суммируясь, достигает порогового значения и начинает воздействовать на клетки.


Биопленка бактерий Bacillus subtilis, выделяющих разные белки, под конфокальным микроскопом. Фото: Cell

Было замечено, что бактерии, которые заселяют морские губки, используют «чувство кворума» для активации движения – способные отделиться клетки отращивают жгутики и уплывают, когда популяция становится слишком плотной, естественным путем ограничивая размер биопленки, которую они образуют, и тем самым поддерживая колонию в равновесии.
Этот тип поведения бактерий, обнаруженный в исследованиях морских губок и ранее ученым не известный, может привести к открытию того, как разрушать патогенные биопленки в других системах.

Все: О!

Пресс-релиз: University of Maryland. Научная статья: Molecular Microbiology
Tags: микробы
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments