Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe wetenschappers infectieveroorzakende biofilms bestrijden

Biofilms zijn gemeenschappen van micro-organismen, zoals bacteriën, schimmels en protozoa, die samenleven in een matrix van extracellulair materiaal. Ze kunnen zich op elk oppervlak vormen, inclusief medische apparaten, implantaten en in het menselijk lichaam. Biofilms kunnen een verscheidenheid aan infecties veroorzaken, waaronder longontsteking, urineweginfecties en huidinfecties. Ze zijn ook een belangrijke oorzaak van gezondheidszorggerelateerde infecties (HAI’s).

Biofilms zijn moeilijk te behandelen omdat ze resistent zijn tegen antibiotica en andere antimicrobiële middelen. Dit is te wijten aan een aantal factoren, waaronder de extracellulaire matrix, die fungeert als een barrière tegen antimicrobiële middelen, en het vermogen van biofilmcellen om in een slapende toestand te komen, waardoor ze minder vatbaar zijn voor antimicrobiële middelen.

Wetenschappers ontwikkelen een aantal nieuwe strategieën om infectieveroorzakende biofilms te bestrijden. Deze omvatten:

* Anti-biofilmmiddelen: Deze middelen zijn ontworpen om de biofilmmatrix te verstoren en biofilmcellen te doden. Sommige anti-biofilmmiddelen zijn al goedgekeurd voor gebruik in de kliniek, terwijl andere nog in ontwikkeling zijn.

* Bacteriofagen: Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën infecteren. Ze kunnen worden gebruikt om biofilmcellen te doden door de cellen te lyseren (openbreken). Bacteriofaagtherapie is een veelbelovende nieuwe aanpak voor de behandeling van biofilminfecties, en er lopen momenteel klinische onderzoeken.

* Immuungebaseerde therapieën: Deze therapieën stimuleren het lichaamseigen immuunsysteem om biofilmcellen te herkennen en aan te vallen. Immuungebaseerde therapieën bevinden zich nog in de kinderschoenen, maar bieden mogelijkheden voor de behandeling van biofilminfecties zonder het gebruik van antibiotica.

De strijd tegen infectieveroorzakende biofilms is een uitdaging, maar wetenschappers boeken vooruitgang. De ontwikkeling van nieuwe anti-biofilmmiddelen, bacteriofagen en op het immuunsysteem gebaseerde therapieën biedt hoop voor de behandeling van biofilminfecties.

Hier volgen enkele aanvullende details over elk van deze strategieën:

* Anti-biofilmmiddelen: Anti-biofilmmiddelen werken door de biofilmmatrix te verstoren, de groei van biofilmcellen te remmen of biofilmcellen te doden. Sommige anti-biofilmmiddelen die al zijn goedgekeurd voor gebruik in de kliniek zijn onder meer:

* Nisine: Nisine is een natuurlijk voorkomend antimicrobieel peptide geproduceerd door Lactococcus lactis. Er is aangetoond dat het effectief is tegen een verscheidenheid aan biofilms, waaronder die gevormd door Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa en Escherichia coli.

* EDTA: EDTA is een chelaatvormer die zich bindt aan metaalionen, zoals calcium en magnesium. Deze metaalionen zijn essentieel voor de vorming en stabiliteit van de biofilmmatrix. Door deze metaalionen te cheleren kan EDTA de biofilmmatrix verstoren en biofilmcellen gevoeliger maken voor antimicrobiële middelen.

* Bacteriofagen: Bacteriofagen zijn virussen die bacteriën infecteren. Ze kunnen worden gebruikt om biofilmcellen te doden door de cellen te lyseren (openbreken). Bacteriofaagtherapie is een veelbelovende nieuwe aanpak voor de behandeling van biofilminfecties, en er lopen momenteel klinische onderzoeken. Bacteriofagen hebben een aantal voordelen ten opzichte van antibiotica, waaronder:

* Ze zijn specifiek voor bacteriën, dus ze beschadigen de nuttige bacteriën niet.

* Ze kunnen de biofilmmatrix binnendringen en biofilmcellen doden.

* Ze kunnen zich vermenigvuldigen in biofilmcellen, wat leidt tot een snelle en effectieve dood van biofilmcellen.

* Immuungebaseerde therapieën: Immuungebaseerde therapieën stimuleren het lichaamseigen immuunsysteem om biofilmcellen te herkennen en aan te vallen. Sommige op het immuunsysteem gebaseerde therapieën die zich nog in de vroege ontwikkeling bevinden, zijn onder meer:

* Immunotherapie: Immunotherapie omvat het gebruik van antilichamen of andere immuunstimulerende middelen om het immuunsysteem van het lichaam te activeren om biofilmcellen aan te vallen.

* Vaccintherapie: Bij vaccintherapie worden vaccins gebruikt om het immuunsysteem van het lichaam te stimuleren antilichamen tegen biofilmcellen te produceren.