Biopeliculas Micro General

JULIO R. RUIZ QUIROZ

BIOPELICULAS

LIMA - 2015

MICROBIOLOGA GENERAL

UNMSM FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICA

E.A.P. FARMACIA Y BIOQUMICA

BIOFILMS (BIOPELCULAS)

En la naturaleza la mayora de microorganismos vive en grupos, adheridos a superficies.

Los m.o. pueden vivir en dos estados:

Estado planctnico

Estado de biopelculas

BIOFILMS (BIOPELCULAS) DEFINICIN E HISTORIA

BIOPELCULA: Una comunidad de microorganismos inmersa en un medio lquido, caracterizada por microorganismos que se hallan unidas a un sustrato o superficie, o unas a otras, que se encuentran embebidas en una matriz extracelular producida por ellas mismas, y que muestran un fenotipo alterado en cuanto al grado de multiplicacin celular o la expresin de sus genes.

Clinical Microbiology Reviews 2002; 167-93


Fue el primero en describir la presencia de m.o . adheridos a la superficie dental

En los aos 70, CHARACKLIS procedi a estudiar legamos microbianos en sistemas de aguas industriales

Demostr su tenacidad y resistencia a diferentes desinfectantes, ej. Cloro

Luego Costerton y colaboradores, describieron la presencia de comunidades bacterianas embebidas en matriz glucoproteica unidas a superficies en contacto con el agua

Postula que las BIOPELCULAS podran ser la explicacin para los mecanismos por los cuales los grmenes se adhieren a superficies vivientes e inertes


No hubo grandes avances en el estudio de las biopelculas hasta la aplicacin del microscopio electrnico.

Microscopia electrnica de barrido

Tinciones especiales

Dos avances han incrementado la comprensin de las biopelculas:

El microscopio de lser confocal

Que ha permitido caracterizar la ultraestructura de la biopelcula

La investigacin de los genes involucrados en la adhesin celular y la formacin de las biopelculas


BIOFILMS (BIOPELCULAS) Los habitantes de una biopelcula pueden

pertenecer a una misma especie o a diversos grupos de microorganismos Bacterianos Fngicos

El nexo comn es una matriz de polisacridos, ADN, y protenas, que constituyen una SUSTANCIA POLIMRICA EXTRACELULAR.

Staphylococcus aureus

Candida albicans

La mayora de las tcnicas microbianas disponibles examinan m.o. cultivados en estado planctnico.

Se postula que el 99% de las bacterias existen bajo la forma de biopelculas.

En los prximos aos se viene UNA NUEVA PERSPECTIVA DE LA VIDA MICROBIANA, que tendr consecuencias en la investigacin y desarrollo en: La medicina La industria La ecologa La agricultura


BIOFILMS (BIOPELCULAS) TAPICES MICROBIANAS EN TODAS PARTES

Biopelculas formada por Bacterias, hongos y algas

Biopelcula formada por Pyrodictium En fumarolas volcnicas submarinas

Biopelcula de Candida albicans Biopelcula polimicrobiana en tuberias Sistema de agua

BIOFILMS (BIOPELCULAS) TAPICES MICROBIANAS EN TODAS PARTES

FORMACIN DE UNA BIOPELCULA

Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2015;14(4):491-509.

Adherencia Flagelos, fimbrias G (-) Adhesinas G (+)

Hay mayor adhesin en Superficies hidrofbicas, no polarizadas como tefln o plstico

Exopolisacaridos Alginato en P. aeruginosa Celulosa en S. typhimurium Glucosa y galactosa en V. cholerae Poli-N-acetil glucosamina en S. aureus

Mecanismos de desprendimiento A) Erosin o deslizamiento B) Separacin C) Abrasin

FORMACIN DE

UNA BIOPELCULA

Biomed Res Int. 2015; 2015:759348.

FORMACIN DE UNA BIOPELCULA DE Pseudomonas aeruginosa

BIOFILMS (BIOPELCULAS) BIOPELCULAS EN TRACTO GASTROINTESTINAL HUMANO

Journal of Applied Microbiology 102 (2007) 11871196


El Centro para la Prevencin y Control de Enfermedades (CDC), estima que aprox. entre el 60 a 70 % de las infecciones bacterianas humanas en el mundo occidental estn provocadas por biopelculas


SUPERFICIES BITICAS

SUPERFICIES ABITICAS

Biopelculas asociadas a infecciones

Keratitis asociada a lente de contacto

Endocarditis vlvula prosttica

Fibrosis qustica Bacilos Gram (-)

BIOPELCULAS E INFECCIONES

Las biopelculas desempean un papel fundamental en la supervivencia y propagacin de microorganismos.

Esto se debe a que la matriz de exopolisacridos, acta a

modo de escudo, contra el sistema inmune (anticuerpos, leucocitos)

Son altamente resistentes a conc. elevadas de antibiticos Una biopelcula es 10 a 1000 veces ms resistente, que la

misma formada por m.o. en estado planctnico

Se han desarrollado nuevos mtodos para estudiar la susceptibilidad de las biopelculas, entre ellos el ms conocido es el Dispositivo de Biopelculas de Calgary

BIOPELICULAS Y RESISTENCIA ANTIMICROBIANA


PERCEPCIN DEL QUORUM: Un sistema por el cual las bacterias se comunican y obtienen informacin de la densidad bacteriana de su entorno.

Algunas bacterias liberan una molcula sealizadora, o inductor.

Con una densidad celular creciente aumenta la conc. de estas sustancias

Los inductores interaccionan con receptores especficos en cada clula, para activar los genes

Luego se inicia una cascada que desencadena en la expresin o represin de varios genes del cromosoma bacteriano.

Entre 1 -10% de los genes de un m.o. pueden estar regulados directamente por el proceso descrito.

QUORUM SENSING

QUORUM SENSING Las principales molculas empleadas para comunicarse con las dems bacterias son:

Las ACIL-HOMOSERINA-LACTONAS, que predominan en bacterias Gram negativas. Los OLIGOPEPTIDOS MODIFICADOS, prevalecen en los Gram positivos.


ESTRATEGIAS PARA EL TRATAMIENTO DE INFECCIONES ASOCIADAS A BIOPELICULAS

Sustancias capaces de destruir la matriz de la biopelculas (ej. Dispersina B)

Sustancias que destruyan a las clulas persistentes Sustancias que interfieran con el quorum sensing,

las enzimas quorum quenching Sustancias que causen la autodestruccin de las

biopelculas Estrategias que ayuden a la accin del agente

antimicrobiano (ej. Corriente elctrica)

Penetracin de Vancomicina a travs de biopelculas inducidas in vitro de estafilococos coagulasa negativos aislados de catteres provenientes de la U.C.I. del Hospital Nacional Guillermo Almenara Irigoyen Len y col.

ESTUDIOS EN LA FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICA

Aislaron 72 cepas de estafilococos coagulasa negativos de catteres venosos

Para determinar las cepas productoras de biopelculas usaron el agar rojo de congo.

Determinaron que el 46% de sus cepas eran formadoras de biopelculas.

Las biopelculas fueron inducidas en membranas de fluoruro de polivinilideno.

Se observ que el antibitico vancomicina penetr en promedio un 57,5% de su conc. a travs de las biopelculas, despus de 6 horas de expsicin en comparacin con el 92,4% del control negativo

A las 24 horas se alcanz 82,2% de penetracin de la vancomicina

BIOPELCULAS

Influencia de la N-acetil cistena en la prevencin de la formacin y remocin de biopelculas de Pseudomonas aeruginosa Cristobal y col.

Investigaron 62 cepas de Pseudomonas aeruginosa aisladas de lquidos biolgicos y secreciones del HNERM

Para determinar las cepas productoras de biopelculas usaron el agar rojo de congo.

Determinaron que el 42% de sus cepas eran formadoras de biopelculas. La influencia de la N-acetil cistena fue estudiada por el mtodo de

Friedman-Kolter en dos etapas PRIMERA, durante la formacin de biopelculas obtenindose resultados

favorables de disminucin desde el 39% al 84% SEGUNDA, realizada sobre biopelculas previamente formadas,

obtenindose una remocin del exopolisacrido del 14% al 77% Se concluye que la N-ACETIL CISTEINA podra utilizarse como una

alternativa efectiva para prevenir las infecciones resistentes a la terapia antibacteriana e inh. de la formacin de biopelculas

ESTUDIOS EN LA FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICA

BIOPELCULAS

J Clin Pathol 1989;42:872-874 (ARTICULO CLSICO) New method for detecting slime production by coagulase negative staphylococci D J FREEMAN, et al

EL MTODO DEL AGAR ROJO DE CONGO El medio fue compuesto de Caldo de infusin cerebro corazn 37 g/L Sucrosa 50 g/L Agar-agar 10 g/L Rojo de congo 0.8 g/l Un resultado positivo colonias negras con una consistencia cristalina seca. Los cepas no productores usualmente permanecen rosadas

Tabla 3. DETERMINACIN DE LA CONCENTRACIN MNIMA INHIBITORIA

DE BIOPELCULA

Especies de

plantas

Partes de

las

plantas

ensayadas a

Tipo de

extractos b

Concentracin Minima Inhibitoria de

Biopelcula (g/mL)

Staphylococcus

aureus

Staphylococcus

epidermidis

Juglans

neotropica C E 2000 1000

C HA 2000 250

Piper lineatum H E 500 500

H HA 500 500

Terminalia

catappa H E 2000 2000

H HA > 2000 2000

(a) Partes de las plantas ensayadas: C, corteza; H, hojas

(b) Tipo de extractos: E, etanlico; HA, hidroalcohlico

Actividad antiestafilocccica y antibiopelcula de los extractos de Juglans neotropica Diels, Piper lineatum Ruiz&Pav. y Terminalia catappa L.

Ciencia e Investigacin. 2013; 16(1): 32-37

Plaza de armas de Chachapoyas

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