2020. 11. 19. - 10:35

A fogakon képződő biofilm szerepet játszhat a fertőzésekben

A fogakon képződő biofilm szerepet játszhat a fertőzésekben

A biofilm mechanikus erőinek komoly szerepük lehet a fertőzések kialakulásában. Tudósok felfedezték, ezek elegendőek ahhoz, hogy deformálják a lágy anyagot, vagyis a biológiai szöveteket.

A baktériumok biofilmjeit tanulmányozva a Lausanne-i Politechnikai Iskola (EPFL) tudósai felfedezték, hogy a bennük lévő mechanikai erők elegendőek a lágy anyag deformálásához, amelyen növekednek - például biológiai szövetekéhez. Ez a bakteriális fertőzés „mechanikus” módjára utal.
 
A világon a baktériumok túlnyomó többsége a felületeken él: biofilmeknek nevezett struktúrákat alkot ezeken.
 
E közösségek több ezer vagy több millió különböző típusú baktériumot fogadnak be. Biológiailag rendkívül összetettek és aktívak, így a kutatók valóságos „városként” írják le őket.
 
A biofilmek a fogakon is megélnek
A biofilmek a fogakon is megélnek
 
A biofilmek a baktériumok által kedvelt életmódnak számítanak. Úgy alkotják meg a biofilmeket, hogy számos felületen egymáshoz kapcsolódnak: ilyen az óceán feneke, a belső szervek és a fogak is.
 
A fogakon jelenlevő plakk a biofilm gyakori példája. Ugyanakkor a biofilm krónikus fertőzéseket is okoz, például a Pseudomonas aeruginosa kórokozót, amely biofilmeket képez a cisztás fibrózisos betegek tüdejében.
 
Általánosságban elmondható, hogy a biofilm és a gazdatest közötti kölcsönhatás biokémikusnak tűnik. Van azonban némi bizonyíték arra, hogy a fizikai, mechanikus kölcsönhatás ugyanolyan fontos lehet – s ezt figyelmen kívül hagyják, mint a gazdaszervezet fiziológiáját befolyásoló tényezőt. Kérdés például, hogyan képződnek a biofilmek lágy, szövetszerű anyagokon?
 
Erre a kérdésre igyekezett választd adni a tudóscsoport, amelyet Alex Persat vezetett az EPFL-nél.
 
Az eLife folyóiratban közzétett tanulmány azt mutatta: két fő patogén baktérium, a Vibrio cholerae és a Pseudomonas aeruginosa biofilmjei komolyabb szerkezeti deformációkat okozhatnak lágy anyagokon, például hidrogéleken.
 
Amikor a baktériumok biofilmet alkotnak, egy felülethez tapadnak és osztódni kezdenek. Ugyanebben az időben poliszacharidok, fehérjék, nukleinsavak és az elhalt sejtek törmelékének keverékébe temetkeznek. Ez a keverék ragadós anyagot képez, amelyet EPS mátrixnak neveznek (extracelluláris polimer anyagok).
 
Amint az egyes baktériumok az EPS belsejében növekednek, kinyújtják vagy összenyomják azt, s mechanikai stresszt váltanak ki. A biofilm növekedése és az EPS mátrix rugalmas tulajdonságai belső mechanikai igénybevételt generálnak.
 
A tudósok a tanulmány során puha hidrogél felületeken növesztettek biofilmeket, majd megmérték, hogyan fejtik ki azok erőiket az EPS komponensek variációin.
 
Mindez rámutatott, hogy a biofilmek deformációkat idéznek elő úgy, hogy egy szőnyeghez vagy vonalzóhoz hasonlóan „kihajlanak”. A deformációk nagysága attól függ, milyen merev a „gazda” anyag, illetve számít az EPS összetétele is.
 
A kutatók azt is megállapították, hogy az V. cholerae biofilmek elegendő mechanikai stresszt képesek létrehozni ahhoz, hogy deformálják és károsítsák a lágy hámsejtek egyrétegűit - például azokat, amelyek tüdőnk és beleink felületét szegélyezik.
 
Ez azt jelenti, hogy a növekvő biofilmek által generált erők mechanikusan veszélyeztethetik gazdájuk fiziológiáját. Vagyis, a biofilm elősegítheti a „mechanikus” fertőzés módját, ami a tudósok szerint teljesen új megközelítést tesz indokolttá a kezelések terén.
 
László Adrienn

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, add meg adataidat a hírlevélre történő feliratkozáshoz! A megadott adatokat bizalmasan kezeljük, azokat harmadik félnek át nem adjuk.
hungarospa_logo_kicsi
gyulai_vafurdo

profight_banner.