Сучасна медицина сильно залежить від можливості прикріплювати та вживляти пристрої у людське тіло для лікування широкого спектру захворювань та розладів. Проте великою проблемою є те, що їхнє використання є, по суті, хорошою пропозицією для колонізації бактеріями у формі стійких «біоплівок», що в результаті можуть викликати хронічні інфекції та збільшувати витрати на лікування. Наразі нове дослідження пропонує можливе вирішення у формі невеликих молекул, що блокують здатність особливо «впертих» та поширених інфекційних бактерій формувати біоплівки.

Результати дослідження були опубліковані науковцями у виданні PNAS.

Бактерії, в основному, існують у двох станах: індивідуальні клітини (планктонічний стан) або як організовані колонії, що прилипають до поверхонь та тримаються один за одного завдяки тонкому позаклітинному матриксу, що утворений молекулами, які самі бактерії ексретують.

У формі біоплівок бактерії можуть прилипати до будь-яких природних чи штучних поверхонь. Для прикладу, вони можуть бути знайдені на занурених у нестерильну воду поверхнях, що спричиняє значну шкоду  човнами, нафтовидобувними спорудами, водоочисними комунікаціями. Також вони створюють велику проблему для харчової промисловості.

Навіть якщо стерильна поверхня буде занурена у солону чи прісну воду, вона практично відразу буде покрита бактеріальною біоплівкою. Перші дослідження біоплівок взагалі проводили у Альпійських струмках.

Бактеріальні біоплівки можуть розвиватись на багатьох поверхнях і навіть на тілі, наприклад хронічні рани на шкірі, у кишечнику та у зубному нальоті. Вважається, що вони впливають на розвиток таких захворювань як пневмонія та муковісцидоз.

Біоплівки на медичних пристроях становлять велику проблему

Біоплівки можуть розвиватись на поверхнях пристроїв, що імплантуються у людський організм, наприклад на водіях ритму, серцевих шунтах, катетрах, грудних імплантат, штучних суглобах та навіть контактних лінзах.

Інфекцій, що спричиняються біоплівками є більш важкими для лікування, в порівнянні з інфекціями, що спричинені планктонічними клітинами; вони сильно резистентні до антибіотиків та імунної системи, а їхня поява на медичних пристроях вважається провідною причиною смерті у всьому світі.

Як наслідок постала нагальна потреба розробки методів боротьби з біоплівками.

Нове дослідження зосередилось на бактерії Staphylococcus aureus, що здатна формувати біоплівки, яких важко позбутись – ключовий фактор поширення бактерійних захворювань, які не піддаються лікуванню.

Невелика молекула руйнує зв’язки, що допомагають формувати біоплівку

Дослідники сфокусувались на взаємодії білків, що розташовані на поверхні бактерій, та допомагають клітинам агрегувати під час формування біоплівки.

У своєму дослідженні науковці відзначають зростання кількості доказів того, що ці взаємодії мають вагомий вклад для формування біоплівки, проте внутрішні механізми залишаються незрозумілими.