1. Son comunidades de microorganismos que crecen agregados y rodeados por una matriz extracelular que ellos mismos producen, la cual favorece la adhesión covalente sobre superficies inertes
1.1. Composición
1.1.1. Microorganismo (10-25%)
1.1.1.1. Diversidad de tipos de microorganismos
1.1.1.1.1. Comunidad coordinada con múltiples influencias sinérgicas o antagónicas entre sus integrantes, con reglas propias de comportamiento
1.1.2. Matriz extracelular (MEC) (75- 90%)
1.1.2.1. Polisacáridos
1.1.2.1.1. Mantiene unidas las células entre sí
1.1.2.2. Proteínas
1.1.2.2.1. Dan estructura o son enzimáticos necesarias para la sintesis de MEC
1.1.2.3. Ácidos nucleicos extracelular
1.1.2.3.1. Participan en la estabilización de la matriz
1.1.2.4. Lípidos
1.1.2.4.1. Ayudan a la impermeabilización y contribuyen formación de barreras de resistencia
1.1.3. Agua
1.1.3.1. Constituye un 97%, facilitando el transporte de nutrientes, señales químicas y productos de desechos
1.2. Biosíntesis
1.2.1. Adhesión inicial (reversible)
1.2.1.1. Atracción (reversible)
1.2.1.1.1. Microorganismos, en estado planctónico, son atraídos y depositados en superficies inertes mediante distintos tipos de fuerzas fisicoquímicas
1.2.1.2. Adhesión (irreversible)
1.2.1.2.1. Microbios se adhieren firmemente y se diferencian, cambiando los patrones de expresión géniticas.
1.2.2. Agregación o colonización
1.2.2.1. Se adicionan más células microbianas a los microorganismos
1.2.2.1.1. Se eleva concentraciones de metabolitos secundarios, producto del metabolismo microbiano
1.2.3. Maduración
1.2.3.1. Se multiplican los microorganismos, formando microcolonias
1.2.3.1.1. Produciendo excesivamente EPS, proteínas y liberación de DNA extracelular para formar de la matriz extracelular y crecimiento de la biopelícula
1.2.3.2. Liberación de DNA extracelular
1.2.3.2.1. Da rigidez a la biopelícula y participa en la transferencia de genes de resistencia entre microorganismos interiores
1.2.3.3. Formación de canales de agua alrededor de biopelículas
1.2.3.3.1. Importante en el transporte de moléculas del QS, adquirir nutrientes y eliminación de desechos metabolicos microbianos
1.2.4. Disgregación
1.2.4.1. Pequeños agregados microbianos o células bacterianas se desprendan de la matriz extracelular e inicien la formación de biopelículas en una nueva superficie
1.2.4.1.1. Mediada por actividad DNA-asa, proteasa y fosfodiesterasa y moléculas con propiedades surfactantes
1.3. Función
1.3.1. Protección
1.3.1.1. Toleran el sistema inmunitario, los agentes antimicrobianos y las tensiones ambientales (por ejemplo, limitación nutricional o de oxígeno)
1.3.1.1.1. Por efectos cooperativos de protección que diferentes especies de bacterias
1.3.1.1.2. Falta de alimento, presencia de metales pesado, luz UV
1.3.2. Resistencia antimicrobiana
1.3.2.1. Inhibición de la penetración de los antimicrobianos
1.3.2.1.1. Diferencias de carga entre los antimicrobianos y la matriz extracelular
1.3.2.2. Alteración del sitio diana o blanco
1.3.2.2.1. Las bacterias en hibernación de las biopelículas no se vean afectadas por los antibióticos que en condiciones normales matarían las bacterias activas
1.3.2.3. Formación de células microbianas persistente
1.3.2.4. Producción de enzimas inactivantes y bombas de eflujo
1.3.3. Comunicación celular
1.3.3.1. Permite comunicarse entre sí a través de señales químicas (proceso de comunicación- quorum sensing)
1.3.3.1.1. Permite coordinar comportamientos colectivos, como la producción de la matriz extracelular o la liberación de toxinas
1.4. Eliminación
1.4.1. Antibióticos
1.4.1.1. Amikacina, ciprofloxacino, imipenem, claritromicina, etc
1.4.2. Enzimas degradadoras de la matriz
1.4.2.1. Degradan los polisacáridos de la matriz
1.4.2.1.1. Romper la biopelícula y la penetración de antimicrobianos
1.4.2.1.2. Ejemplo las DNasas
1.4.3. Métodos físicos
1.4.3.1. Uso de ultrasonido o el flujo de fluidos a alta presión puede desorganizar la biopelícula
1.4.4. Uso de biocídas oxidantes
1.4.4.1. Cloro, ozono y bromo
1.5. Ejemplos
1.5.1. Placa dental
1.5.1.1. Caries formada por
1.5.1.1.1. Streptococcus mutans
1.5.2. Biopelículas en catéteres
1.5.2.1. Por ej. catéteres urinarios, son causadas por bacteria
1.5.2.1.1. Escherichia coli o Pseudomonas aeruginosa
1.5.3. Biopelículas en tuberías
1.5.3.1. Ocasiona corrosión y contaminar el agua
1.5.3.1.1. Legionella pneumophila
1.6. Diagnóstico
1.6.1. Fluorescencia y electrónica de barrido
1.6.1.1. Observar directamente las biopelículas sobre biopsias
1.6.2. Microplacas de 96 pozos con cristal violeta
1.6.3. Difusión en disco (Kirby- Bauer)
1.6.3.1. Determinar la sensibilidad antimicrobiada de bacterias
1.6.4. PCR
1.6.4.1. Detecta material genético bacteriano difíciles de cultivar
1.6.5. Marcadores inflamatorios
1.6.5.1. Detecta infecciones relacionadas con biopelículas, aunque no son específicos.
1.6.5.1.1. Ej. proteína C o VSG