Definición de biofilm

Resumen

Las biopeliculas son una serie de microorganismos agregados en un exopolimero compuesto de glicocalix y que viven adheridas a las superficies. Tienen características como la adhesión, heterogeneidad, comunicación intercelular, entre otras mas. Son capaces de producir problemas como la caries dental, infecciones de neumonía en pacientes cojn fibrosis quística, entre otras.

El estudio de las biopeliculas es importante ya que pueden generar grandes problemas como el biofouling y ayudas en cuanto a la biorremediacion. El manejo correcto de las biopeliculas puede ayudar en muchos problemas ambientales, en Ingeniería Ambiental y Sanitaria son muy útiles a la hora de realizar un tratamiento de agua residual, por ejemplo. Pero si no se controla el manejo de estas se pueden producir diversos problemas debido a que los microorganismos pueden ser patógenos para los seres vivos y generar enfermedades debido a que se encuentran en diferente hábitat. En este artículo, se describe a fondo que es una biopeliculas, sus características físicas y químicas, los usos que se les dan, la importancia de estas en el medio ambiente y en el sector industrial, entre muchas cualidades y desventajas de las biopeliculas.

Palabras clave: Biopeliculas microorganismos, biorremediacion, cultivo y microbiota.

MARCO TEORICO

Definición de biofilm

El término biopelícula (biofilm) hace referencia a una serie de microorganismos que se encuentran agregados en un exopolímero compuesto de glicocálix (75%) y que se organizan en forma de colonias adheridas a diferentes superficies, ya sean blandas, animadas e inanimadas (American Society of Microbiology, 2004). El exopolímero que es producido por los mismos microorganismos, forma una matriz adherente en donde estos quedan atrapados y comienzan a organizarse en colonias con diferentes requerimientos metabólicos. Una de estas características es la heterogeneidad, lo que las hace organizaciones únicas que pueden estar conformadas por bacterias, hongos y protozoos. Se ha visto entonces, que los microorganismos al ser variados dentro de esta organización presentan diferentes microambientes de pH, tensión de oxígeno, concentración de iones, carbono y nitrógeno (Costerton, 1994).

Un gran número de infecciones en el humano son causadas por biopelícula 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 (Stewart & Greenberg, 1999). 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, Pseudomonas aeruginosa se ha encontrado en pulmones de personas con fibrosis quística produciendo infecciones frecuentes, lo que genera dificultades en la recuperación de estos pacientes.

Con el desarrollo de la tecnología médica, aparecieron materiales que permitían ser implantados en el organismo. 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. Staphylococcus epidermidis con frecuencia se encuentra relacionado con infecciones crónicas o tardías en aparatos implantados gracias a su bajo potencial patogénico mientras que S. aureus, P. aeruginosa y otros microorganismos Gram negativos por lo general se encuentran asociados con la colonización y generación de infecciones agudas. Las válvulas cardíacas son con frecuencia colonizadas por microorganismos orales que se desprenden de la placa bacteriana, entre ellos el Actinobacillus actinomycetemcomitans, una bacteria Gram negativa implicada en la etiopatogénesis de la enfermedad periodontal. En más de 50% de los implantes de cadera removidos por infección (Wassenaar, 1997) se ha aislado Propionibacterium acnés mientras que especies de Candida sp. se han encontrado en la prótesis de voz (Gilmour, 2012). Pero no sólo los microorganismos tienen la capacidad de colonizar superficies de implantes, también lo hacen sobre superficies animadas como epitelios. La enfermedad periodontal de gran incidencia en el ser humano se caracteriza por un proceso inflamatorio que resulta en la pérdida del soporte del diente. Todo comienza con la formación de una película de origen glandular (saliva, moco) que recubre las mucosas, las superficies dentales y epiteliales de la encía; luego llegan los primeros colonizadores que ofrecen medios para la retención de otros microorganismos dando origen a una comunidad celular. Con el crecimiento de la biopelícula aumenta la liberación de productos microbianos, como el lipopolisacárido, factor de virulencia responsable de desencadenar una respuesta inflamatoria e inmune de tipo local que puede llegar a ser sistémica, ocasionando procesos inflamatorios en lugares diferentes al desafío microbiano.

Características de biofilm

En un medio natural puede encontrarse también en dos estados:

• En forma libre o también denominada planctónica.

• En forma de biofilm

La mayor parte de las bacterias están normalmente en forma de biofilm o biopelículas, alrededor del 98%. Es sorprendente el poco estudio que se ha hecho sobre este tipo de presentación de las bacterias, tanto en medicina veterinaria como en humana. Casi todos los trabajos de microbiología y terapéutica se han enfocado hacia las bacterias de vida libre, posiblemente aquí se pueda encontrar el motivo de una gran parte de los fallos en los tratamientos antibióticos habituales. Seguramente esta forma de organización de las bacterias sea parte de una estrategia evolutiva con objeto de burlar las defensas inmunológicas del huésped y a los antimicrobianos. Hay que decir que desde luego han tenido éxito, ya que las bacterias y los microorganismos microscópicos que comparten con nosotros la tierra tienen aproximadamente unos 2000 millones de años más que los vertebrados. Las primeras formas de vida fueron este tipo de microorganismos por lo que tienen mucho que decir en la evolución de los seres vivos. Posiblemente parte de nuestro organismo, los componentes de nuestras células fueron microorganismos de vida libre hace millones de años, los cuales a lo largo de la evolución y por simbiosis, es decir con un beneficio para ellas y nosotros, se fundieron con nuestro organismo. Un ejemplo de este proceso pueden haber sido las mitocondrias celulares. Esta teoría fue sostenida por la bióloga evolutiva Lynn Margulis y hoy está bastante aceptada por la comunidad científica.

La forma de presentación en biofilm no es única para un microorganismo específico, además siempre hay en éstos

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