Biofilm und Toleranz gegen antimikrobielle Substanzen

Ein Biofilm ist nicht nur ein Schleimklumpen aus Polysacchariden. Er bietet einen dynamischen, funktionalen und schützenden gemeinsamen Raum für Biofilmzellen.


Hans-Curt Flemming und Kollegen haben in einem neuen Review in NATURE MICROBIOLOGY Arbeiten zu den die extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) angeschaut, die den Biofilm so besonders machen:


Eine Besonderheit ist beispielsweiseist der hohe Grad an Toleranz der Biofilm-Bakterien gegenüber Antibiotika oder antimikrobiellen Wirkstoffen. Diese Toleranz geht in der Regel bei der Zerstörung des Biofilms verloren, ist also keine genetisch kodierte Resistenz. Die Toleranz beruht stattdessen auf chemischen und/oder enzymatischen Reaktionen von Matrixbausteinen. Anionische Polysaccharide oder saure Proteine binden kationische Antibiotika wie Vancomycin und Tobramycin. Oxidierende Desinfektionsmittel werden von Matrixkomponenten verbraucht, bevor sie auf die mikrobiellen Zellen wirken können (bspw. reagiert bakterielles Alginat mit Chlor). Katalase neutralisiert Wasserstoffperoxid.

Zudem verlangsamen die Zellen in Biofilmen ihr Wachstum aufgrund der Nährstoffbeschränkung erheblich, was die Beeinträchtigung des Stoffwechsels durch Antibiotika zusätzlich verhindert.


Und letztlich wird auch die Übertragung von Resistenzgenen über extrazelluläre DNA durch die hohe Zelldichte in den Biofilmen erleichtert.


Wer mehr wissen mag, dem sei der Review ans Herz gelegt!

Flemming, H.-C.; van Hullebusch, E.D.; Neu, T.R.; Nielsen, P.H.; Seviour, T.; Stoodley, P.; Wingender, J.; Wuertz, S.; 2022; The biofilm matrix: multitasking in a shared space; Nature Reviews Microbiology

https://doi.org/10.1038/s41579-022-00791-0


[Bildquelle: https://rsc.li/3TwFyG3]


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