BIOPELÍCULAS Y SU APLICACIÓN EN LA MICROBIOLOGÍA

BIOPELÍCULAS Y SU APLICACIÓN EN LA MICROBIOLOGÍA

Una biopelícula microbiana es una agrupación o conglomerado de microorganismos que crecen y desarrollan su actividad adheridos a superficies inertes o vivas, viven inmersos en una matriz extracelular de sustancias poliméricas generada por ellos mismos y expresan un fenotipo propio.

Estas conformaciones microbianas presentan características como heterogeneidad, diversidad de microambientes (de pH, tensión de oxígeno, concentración de iones, carbono y nitrógeno), resistencia a antimicrobianos y capacidad de comunicación intercelular que las convierten en complejos difíciles de erradicar de los ambientes donde se establecen.

Hoy en día el estudio de las biopelículas se hace cada vez más extenso y complejo en cada una de las áreas donde se trabaja, como la medicina, la industria, el medio ambiente, entre otros.

Cuenta con un sistema de canales que le permite establecer un vínculo con el medio externo para hacer intercambio de nutrientes y eliminar metabolitos de desecho.

Otra característica de las biopelículas es su resistencia a las defensas del hospedero y agentes antimicrobianos. Mientras que los microorganismos aislados son susceptibles a estos factores de control, las colonias organizadas e incluidas en el exopolímero forman una capa impermeable en donde sólo los microorganismos más superficiales se ven afectados.

Los microorganismos se comunican unos con otros. Esto es lo que se ha denominado quorum sensing e involucra la regulación y expresión de genes específicos a través de moléculas de señalización que median la comunicación intercelular. Esta característica es dependiente de la densidad celular que exista. Similarmente, los microorganismos pueden producir sustancias para estimular la propagación de colonias e inhibir el crecimiento de otras dejando a los microorganismos más patógenos en una posición favorable dentro de la biopelícula.

EL DESAFÍO MICROBIANO Y LA ENFERMEDAD

Un gran número de infecciones en el humano son causadas por biopelículas incluyendo la caries dental, la enfermedad periodontal, otitis media, infecciones músculo-esqueléticas, infección del tracto biliar, endocarditis bacteriana y neumonía en pacientes con fibrosis quística. Estas enfermedades a diferencia de infecciones en donde se conoce el agente causal específico, son de transcurso crónico y persistente, lo que hace difícil su erradicación.

Con el desarrollo de la tecnología médica, aparecieron materiales que permitían ser implantados en el organismo sin causar reacciones adversas como los implantes de válvulas cardíacas, de cadera, marcapasos e incluso implantes dentales de oseointegración. También están incluidos aparatos de implantación temporal o parcial como catéteres. A pesar del gran avance de la medicina, la introducción de un material nuevo al organismo, simplemente genera un nicho óptimo para la formación de una biopelícula.

Pero no sólo los microorganismos tienen la capacidad de colonizar superficies de implantes, también lo hacen sobre superficies animadas como epitelios.

Los dientes y la encía, los tejidos pulmonares, arteriales y gástricos son lugares de preferencia para los microorganismos habitantes de las biopelículas.

Uno de los factores que promueve la patogenicidad y cronicidad de estas agrupaciones microbianas es su resistencia al sistema inmune y a los antibióticos. En muchas ocasiones, los aparatos implantados en el cuerpo fracasan por la imposibilidad de controlar la infección generada por los microorganismos de la biopelícula, requiriendo una remoción mecánica del dispositivo.

La heterogeneidad de las comunidades celulares que componen la biopelícula indicando que un antibiótico no necesariamente afectará a todas las colonias. Además, la falta de permeabilidad y el flujo constante de sustancias de desecho hacia el exterior impide el ingreso de células y productos del sistema inmune. De esta forma, las biopelículas que representan una forma única de organización bacteriana tienen la capacidad de autoperpetuarse y generar infección en el organismo; gracias a todas sus características, se hace difícil el tratamiento

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