El mundo de los biofilms E-Book

Verónica Donato

• Herausgeber: Editorial Autores de Argentina
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Spanisch

Seitenzahl: 51

Veröffentlichungsjahr: 2018

Beschreibung

Un biofilm o biopelícula es una comunidad microbiana que crece adherida a una superficie inerte o viva. Los biofilms se encuentran en toda la naturaleza, ejemplos de ellos son la placa dental, el material mucoso que recubre un florero, el material resbaladizo que cubre las piedras de un arroyo, entre otros. Estas comunidades poseen efectos nocivos y beneficiosos que afectan a la vida en la Tierra y poseen propiedades a descubrir y aplicaciones aún desconocidas. Este libro intenta describir los aspectos básicos de los biofilms y ayudar o ser una guía para los lectores en general y los estudiantes de carreras relacionadas con la Biología, la Medicina y otras Ciencias. Así podrán introducirse en el Mundo de los Biofilms y encontrar un punto de partida para ahondar en esta apasionante y desconocida comunidad bacteriana.

Leseprobe

VERÓNICA DONATO, phd

Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas.Laboratorio de Microbiología Molecular. CONICET.

EL MUNDO

de los biofimls

Editorial Autores de Argentina

Donato, Verónica

   El mundo de los biofilms / Verónica Donato. - 1a ed . - Ciudad Autónoma de Buenos Aires : Autores de Argentina, 2018.

   Libro digital, EPUB

   Archivo Digital: descarga

   ISBN 978-987-761-226-4

   1. Microbiología. 2. Microbiología Aplicada. 3. Bacterias. I. Título.

   CDD 570.7

Editorial Autores de Argentina

www.autoresdeargentina.com

Mail: [email protected]

Diseño de portada: Justo Echeverría

Diseño de maquetado: Maximiliano Nuttini

Contacto con la autora: [email protected]

Queda hecho el depósito que establece la LEY 11.723

Impreso en Argentina – Printed in Argentina

He decidido escribir este pequeño libro acerca de biofilms ya que durante el cursado de mi carrera de grado fue dificil encontrar un texto en español de buen nivel académico que desarrollara este tema. Además, considero que el tema biofilms es uno de los más influyentes en la microbiología actual, ya que ha hecho reflexionar a toda la comunidad científica acerca de que las bacterias en su medio natural se desarrollan formando comunidades de microorganismos y no como seres unicelulares individuales.

AGRADECIMIENTOS

A mi esposo, a mis padres, a mi hermano por apoyarme en este desafío, a Blu por darme la tranquilidad que muchas veces no encontraba y al Dr. Roberto Grau por proponerme en su momento la escritura de este, mi primer pequeño libro.

Índice

AGRADECIMIENTOS

CAPÍTULO 1

Introducción

Historia

Definición

Estructura del biofilm

Etapas en la formación de un biofilm

Quorum sensing

Intercambio génico

Resistencia bacteriana

Biofilms formados por B. subtilis

Regulación de la matriz extracelular y formación de biofilms en B. subtilis

CAPÍTULO 2

Biofilms y hongos

Biofilms y plantas

CAPÍTULO 3

Efectos beneficiosos de la formación de biofilms

Enfermedades humanas que involucran la formación de biofilms

CAPÍTULO 4

Biofilms y perspectivas a futuro

Estrategias terapéuticas futuras

Perspectivas a futuro

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CAPÍTULO 1

Introducción

Los biofilms se definen como comunidades de microorganismos que crecen embebidos en una matriz de exopolisacáridos y adheridos a una superficie inerte o un tejido vivo (1). La presencia de los biofilms es ubicua en la naturaleza, tanto que quizás sea precisamente su ubicuidad la que les ha restado protagonismo hasta hace unos pocos años. Quien no ha observado, el material mucoso que recubre un jarrón en el que hemos tenido depositadas flores, el material resbaladizo que recubre las piedras de los lechos de los ríos, los cascos de los barcos o la superficie interna de una tubería. Otro ejemplo, es la placa dental que puede deteriorar la salud de nuestros dientes (1, 2, 3). La capacidad de formación de biofilms no parece estar restringida a un grupo específico de microorganismos y hoy se considera que bajo condiciones ambientales adecuadas prácticamente todos los microorganismos pueden formar biofilms (4). Los biofilms bacterianos por ejemplo representan una antigua estrategia de supervivencia procariota, esto debido a que las bacterias logran ventajas significativas al proporcionarles los biofilms protección frente a fluctuaciones medioambientales de humedad, temperatura, pH, nutrientes, etc. (5, 6). Registros de fósiles muestran que procariotas han vivido en biofilms por más de tres billones de años (7).

Historia:

Van Leeuwenhoek descubrió en los dientes, que los microorganismos estaban adheridos a las superficies dentales y se le asignó el descubrimiento de los biofilms bacterianos en el siglo XVII (8). Heller y Heukelekian observaron el “efecto botella” para microorganismos marinos. Se basa en que el crecimiento bacteriano y la actividad de estos organismos es mucho mejor cuando se les incorpora una superficie a la cual éstos pueden aferrarse, Zobell lo verificó y vió que los organismos unidos a superficie se encontraban en mayor número que los que flotaban libremente en el medio circundante (9). El advenimiento del microscopio electrónico permitió examinar en detalle la estructura del biofilm. El uso de la microscopía electrónica de barrido, en las últimas dos décadas, permitió por ejemplo, examinar biofilms en filtros de plantas de tratamiento de aguas servidas y comprobar que estaban formados por una multiplicidad de gérmenes. Usando una tinción especial, se logró demostrar que el material de la matriz que engloba a las bacterias en estos biofilms era un polisacárido (10).

Definición:

El término biofilm fue asignado por William J. Costerton (11) en 1978 a un ensamblaje de células microbianas que están asociadas de manera irreversible a una superficie (las mismas pueden ser de lo más variadas) y envueltas en una matriz de polisacáridos. Los microorganismos que forman parte de esta estructura difieren genéticamente de sus contrapartes plantónicos con respecto a la transcripción de genes (12).

Estructura del biofilm:

El biofilm está compuesto por colonias de bacterias incrustadas en una matriz polimérica extracelular o glicocálix. Las células bacterianas componen el 15-20 % del volumen y no se dividen en el interior del biofilm. La matriz es muy hidratada debido a que incorpora grandes cantidades de agua dentro de su estructura. La matriz además está compuesta por exopolisacáridos (EPS), los que constituyen su componente fundamental, producidos por los propios microorganismos integrantes del biofilm. (13). En menor cantidad se encuentran otras macromoléculas como proteínas, ácidos nucleicos, y diversos productos de la lisis bacteriana. El conjunto de polisacáridos, ácidos nucleicos y proteínas se conocen bajo el nombre de sustancias poliméricas extracelulares (SPE) (14). En la matriz también podemos encontrar materiales no bacterianos, tales como minerales, cristales de sales, partículas de corrosión, sedimentos, componentes sanguíneos, según cual sea el medioambiente en el cual se desarrolla el biofilm. Además, los biofilms pueden estar asociados a iones metálicos y cationes bivalentes. Pueden tener carga neutra o polianiónica, según el exopolisacárido, lo que les permitiría interactuar con distintos antimicrobianos, atrapándolos y evitando que puedan actuar sobre las bacterias ya que quedan atrapados en la matriz (15). La producción de EPS se ve afectada por la calidad nutricional del medioambiente. Por ejemplo, una disponibilidad excesiva de carbono y/o limitación de nitrógeno, potasio o fosfato promueve la síntesis de EPS. La arquitectura de la matriz no es sólida. Las bacterias en el biofilm viven en torreones celulares que se extienden en forma tridimensional desde la superficie a la cual están adheridas. Estos torreones está