Biofilmy bakteryjne są to wysoko zorganizowane, wielokomórkowe skupiska bakterii. Formowanie takiej "matrycy” ma na celu ochronę współpracujących ze sobą organizmów. Z drugiej strony, niektóre mikroby uwalniają bakteriocyny, substancje utrudniające namnażanie innych gatunków. Michael Fowler z MRSA Medical w komentarzu dla portalu biotechnologia.pl potwierdza ten fakt: ,,Komórki chcąc zyskać ochronę, uwalniają lepką substancję, która pomaga łączyć je ze sobą, ale też "przyłączać" do tkanek żywego organizmu, bądź elementów nieożywionych. Materiał ten jest znany, jako EPS (zewnątrzkomórkowe polimerowe substancje), zawiera substancje, takie jak polisacharydy, czasem białka i DNA”. "Twór” ten może zyskać zdolność do odrywania się i w konsekwencji zasiedlania kolejnych miejsc, wywołując infekcję. Dla "organizmów budujących taką błonę biologiczną” fakt ten ułatwia rozprzestrzenianie zakażenia w krwioobiegu (wywołanie sepsy).

O tym, w etiologii jakich chorób, zaznacza się obecność biofilmów, mówi Michael Fowler z MRSA Medical: ,,Wiele schorzeń człowieka, zwłaszcza chorób przewlekłych, spowodowane jest przez "skupiska bakteryjne”. Choroby te obejmują zapalenie zatok, zapalenie wsierdzia (zapalenie wewnętrznej warstwy mięśnia sercowego, zwłaszcza w obrębie zastawek serca), chorobę legionistów, zapalenie gruczołu krokowego, zapalenie ucha środkowego oraz przetrwałe zakażenie płuc wywołane przez Pseudomonas aeruginosa, pojawiającą się u wielu pacjentów chorych na mukowiscydozę.”

Zjawisko oporności

Mikroorganizmy, w formowanej matrycy zyskują oporność na ataki immunologiczne naszego organizmu. Uniemożliwiają tym samym wnikanie chemioterapeutyku do komórki. Dlaczego? Naukowcy zbadali, że biofilm jest tworem gdzie, by stężenie terapeutyczne leku było skuteczne, musiałoby być 100-krotnie wyższe w porównaniu do bakterii żyjących poza nim. Tłumaczy to tym samym trudności terapeutycz­ne leczenia przewlekłych zakażeń bakteryjnych np. przewlekłego zapalenia zatok przynosowych z towa­rzyszącą "formacją mikroorganizmów”. Bezkarne przebywanie mikrobów w tak dużych skupiskach i kumulacja toksyn przez nie wydzielanych, doprowadza do tego, że stają się groźnym patogenem. Nasz organizm rozpoznając taki twór, wywołuje odpowiedź układu immunologicznego, gdzie główną rolę odgrywają receptory należące do rodziny PRR (pathogen recognition receptors). Numerem jeden dla tego procesu są "wartownicy” komórek barier skóry i błony śluzowe czyli Toll-podobne (TLRs). Dlaczego zatem biofilmy bakteryjne budują się na przykład na zębach? Powodem jest właśnie brak receptorów PRR.

Spojrzenie na problem oporności nakreśla Michael Fowlerz z MRSA Medical: ,,Komórki na zewnątrz biofilmu chronią jego "wnętrze” przed atakiem środków dezynfekujących i antybiotyków. Antybiotyki natomiast są zdolne do zabijania ,,komórek powierzchniowych”, mniej aktywnych, niedzielących się. Po zakończeniu leczenia, ,,komórki persister” (przetrwałe w środku matrycy) ponownie mogą mnożyć się i odbudować twór”. Tłumaczyć to może fakt niepowodzenia terapii przeciwbakteryjnej.

Dlaczego taka oporność się pojawia?

Biofilm jest trudny do wykrycia w rutynowej diagnostyce mikrobiologicznej. Po pierwsze, strategia obrony przed zmieniającymi się, niekorzystnymi warunkami środowiska. Po drugie, bakterie dążą do zajęcia miejsc jak najkorzystniejszych dla siebie pod względem panujących warunków, głównie dostępności składników odżywczych. Po trzecie, skupiska drobnoustrojów stanowią idealne warunki dla wymiany materiału genetycznego między komórkami, co umożliwia przekazywanie istotnych dla przetrwania cech, w tym oporności na antybiotyki.

Michael Fowler z MRSA Medical nakreśla wizję rozwiązania tego dylematu: ,,Okazuje się, że można walczyć z tym zjawiskiem. Na przestrzeni lat naukowcy nakreślili, że to właśnie srebro może być adekwatnym czynnikiem ku niszczeniu form biofilmów. "Srebrne związki w bandażach” sukcesywnie niszczą niektóre drobnoustroje bytujące w ranach. Jednak nie jest to takie proste na jakie wygląda. Badania pokazują, że potrzebne jest dość wysokie stężenie srebra, by takie działanie zaistniało. Ostatnio pojawił się nowy produkt, tzw. "nano-srebro", w którym używamy bardzo małej ilości tego związku, a pomimo to sukcesywnie zniszczone są całe formacje biofilmowe. Jednocześnie, środek jest całkowicie nietoksyczny dla organizmu. Używany jest w tym przypadku szereg bezpiecznych, koloidalnych silverów. Srebrzyste powłoki są również stosowane do zniwelowania ilości mikrobów zasiedlających cewniki”. Możliwe, że stanie się to rewolucyjnym rozwiązanie przeciw akumulacji materii mikrobiologicznej.