Diapositiva 1
annuncio pubblicitario
BIOFILM Comunità di microorganismi cementata in una matrice polimerica, aderente ad una superficie MATRICE Composizione della matrice del biofilm SOSTANZE % Acqua > 97 % Cellule batteriche Polisaccaridi Proteine (prodotte da lisi cellulare) 2-5 % (più specie) 1-2 %(neutri/polianionionici) < 1-2 % (compresi enzimi) DNA e RNA < 1-2 % (prodotti da lisi cell.) Ioni Legati o liberi Funzioni della matrice: Tampone contro variazioni ambientali “cattura” nutrienti dall’ambiente costituisce una riserva di energia e carbonio SUPERFICIE Substrato chimicamente inerte (adesione non specifica) Tessuto vivente (adesione specifica) Particella di materia organica (nutriente) FORMAZIONE DEL BIOFILM 4 stadi: Trasporto Adsorbimento Adesione Colonizzazione I BIOFILM . . . COAGGREGAZIONE E’ un processo di adesione tra batteri geneticamente distinti Determina la formazione di “biofilm multi specie” Alcuni esempi di ambienti in cui è stata identificata la formazione di biofilm : > intestino dei mammiferi > tratto uro genitale umano > sistemi di distribuzione di acqua potabile > placca dentale Formazione di un biofilm multi-specie Coaggregazione tra batteri nella placca dentale Coaggregazione tra batteri di acqua dolce Perchè fare un biofilm? » Stabilità ambientale creata dalla matrice √ √ √ √ effetto tampone contro variazioni di nutrienti “cattura” nutrienti dall’ambiente protegge dagli agenti antimicrobici e da fagi protegge dagli stress ambientali » Cooperatività metabolica » Acquisizione di nuove caratteristiche genetiche √ coniugazione √ trasformazione Examples of common implant infections Implant Prosthetic valve Contact lenses Intravascular catheters Total artificial heart Urinary catheters Joint replacement Endotracheal tube Organism(s) found S. epidermidis, S. sanguis P. Aeruginosa, S. epidermidis S. epidermidis, S. aureus P. Aeruginosa, S. epidermidis S. Aureus E. coli, P. Aeruginosa, E. Faecalis S. epidermidis, S. aureus P. Aeruginosa, E. coli, S. epidermidis, S. aureus Associated disease or consequences Endocarditis Keratitis Septicemia, endocarditis Septicemia, device failure Bacteriuria Septicemia, device failure Pneumonia TRENDS in Microbiology 2006 Vol.14 N°9 Biorisanamento mediato da “biofilm”: VANTAGGI I microrganismi in un biofilm hanno maggiore possibilità di sopravvivenza e adattamento, soprattutto in condizioni di stress; La stretta interazione fisica e fisiologica tra i microrganismi nel biofilm, favorisce la cooperatività metabilica e quindi la degradazione di composti recalcitranti; L’elevata biomassa del biofilm favorisce l’immobilizzazione degli inquinanti; Il trasferimento genico orizzontale, e quindi la diffusione degli operoni catabolici, è favorito. TRENDS in Microbiology 2006 Vol.14 N°9 Variabilità genetica nei procarioti Variazione di sequenze geniche preesistenti Acquisizione di estese sequenze di DNA esogeno •mutazione •ricombinazione •coniugazione •trasformazione •trasduzione Trasferimento genico verticale Trasferimento genico orizzontale Trasferimento genico orizzontale nei biofilm (controllato dal quorum sensing) Plasmid-mediated gene transfer Gene transfer by transformation Trasposon-mediated gene trasfer Role of biofilms in remediation of hydrocarbons Role of chemotaxis in biodegradation and biofilm formation La biodisponibilità dei contaminanti organici può essere incrementata sfruttando i batteri chemiotattici La degradazione dei NAPL (non-aqueous phase liquid) è favorita dalla formazione di biofilm nell’interfaccia NAPL - acqua La chemiotassi ha un ruolo importante nella formazione di biofilm e nella sua diffusione Role of biofilms in remediation of heavy metals
