Partnership against Biofilm-associated Expression, Acquisition and Transmission of AMR

Een biofilm is een compacte moeilijk doordringbare gemeenschap van bacteriën die is ingebed in een matrix bestaande uit componenten geproduceerd door bacteriën. Biofilms kunnen zich vormen op implantaten, zoals een heupprothese, maar ook op weefsel zoals in de longen wat kan lijden tot cystic fibrosis. Biofilms zijn erg moeilijk te bestrijden met antibiotica en een biofilm op een implantaat kan uiteindelijk leiden tot het verwijderen van dit implantaat. Bacteriën in een biofilm zijn bestand tegen een hoge concentratie antibioticum, als de concentratie niet hoog genoeg is om de bacteriën te doden dan kan er resistentie ontstaan tegen dit antibioticum.

Doel

Het is nu de vraag hoe ontstaat deze resistentie tijdens biofilmvorming, waarom wordt deze resistentie alleen aan bepaalde bacteriën doorgegeven in de biofilm en waardoor wordt dit beïnvloed. Als bekend is hoe resistentie ontstaat en hoe dit wordt beïnvloed, kunnen nieuwe strategieën om antibioticaresistentie te bestrijden worden ontworpen.

Werkwijze

Onderzoekers hebben de onderliggende mechanismen voor de ontwikkeling van biofilmresistentie bestudeerd en identificeerden verschillende relevante genen. De combinatie van antimicrobiële middelen en antibiotica heeft een belangrijke invloed op resistentie van bacteriën. Ze hebben nieuwe mechanismen geïdentificeerd die bacteriën gebruiken om zich dynamisch aan te passen aan antibiotica wanneer deze bacteriën op oppervlakken groeien. Eén zo'n mechanisme is gekoppeld aan de moleculaire machine waarmee bacteriën kunnen zwemmen (d.w.z. het flagellum). Deze nieuwe antibioticaresistentie mechanismen die verband houden met oppervlaktegroei en de combinatie-effecten van antimicrobiële oppervlakken samen met systemisch toegepaste antibiotica, moeten in overweging worden genomen bij het evalueren van nieuwe antimicrobiële oppervlakken die worden gebruikt in de gezondheidszorg en in medische hulpmiddelen.

Resultaten

Er werd een microfluïdisch apparaat ontwikkeld waarin antimicrobiële stoffen en antibiotica tegelijkertijd kunnen worden bestudeerd, en dat bruikbaar is voor alle partners. Genen die verband houden met de vorming van biofilm werden ontdekt, en deze genen bleken ook belangrijk te zijn voor antibioticatolerantie. Het naar beneden reguleren en muteren van flagellaire eiwitten zoals FlgE in biofilms en bij cystische fibrose-infecties vertegenwoordigen fenotypische en evolutionaire aanpassingen die de structuur van P. aeruginosa-biofilms veranderen en de antibioticatolerantie vergroten. Er is een verschil in hydrofobiciteit tussen antibioticagevoelige en resistente bacteriën. Waarschijnlijk kan dit type informatie nuttig zijn bij het ontwikkelen van nieuwe medicijnen om de biofilm beter te kunnen richten.