Seminario biofilm

BIOFILMS

¿Qué es un biofilm?
Comunidades microbianas adheridas a superficies, biológicas o no, encerradas en una matriz.

¿Por qué son tan importantes?

Forma de vida mayoritaria. y Muy extendidos. Afectan directa e indirectamente al hombre. hombre

Aparición de biofilms
Aparecen pronto en el registro fósil. A t l i t fó il

Ambientes hidrotermales. A bi t hid t lCaracterística antigua y extendida.

¿Por qué aparecieron?
Homeostasis frente a condiciones duras y fluctuantes. fluctuantes Facilidad para desarrollar interacciones. Concentración de nutrientes.

¿Por qué se forman?
Las superficies proporcionan un hábitat: Estabilidad. E t bilid d Funciones catalíticas. Comunicación celular. C i ió l l Protección.

Estructura
Características visuales de crecimientosimilares en diversos medios. Microcolonias encerradas en una matri na matriz heterogénea con canales de agua. Complejidad estructural y de desarrollo.

Formación
Unión inicial a la superficie. Formación de una monocapa. monocapa. Migración para formar colonias en multicapa. Producción de matriz extracelular (EPS). Maduración del biofilm. biofilm. Dispersión.

Dispersión
Swarmingdispersal. Clumping dispersal. p g p Surface dispersal. S f di l

QUORUM SENSING Implicaciones en Biofilms

¿Qué es y cómo funciona el quorum sensing?
Comunicación intercelular mediada por la secreción de AUTOINDUCTORES en el medio) l di Parámetros que regulan la secreción de autoinductores:
1- Profundidad biofilm → profundidad crítica 2 2- Tasa de muerte celular 3- Concentración de célulaswww.personal.psu.edu

Baja densidad ►Baja [autoinductores] ►No respuesta Alta densidad ►Nivel crítico de [autoinductores] ► MASA CRÍTICA Inducción/Represión de fenotipo, ← p p diferenciación celular, producción de autoinductores, etc…

Activación/Represión transcripcional de genes

¿ ¿Cuál es su papel en un biofilm? p p
Implicación en biofilms A FAVOR Cepas salvajes
● En las diferentes etapasdel biofilm
Aeromonas hydrophila, Burkholderia cepacia, Serrata liquefacens

( (sistema AHL intacto) ) Cepas mutantes (sistema AHL defectuoso)

Adhesión al sustrato Maduración
● Bacterias patógenas
Streptococcus mutans, Streptococcus gordonii

Mutaciones en genes implicados en QS

Desarrollo imperfecto del biofilm Reducción de tasa de supervivencia/ Patogenicidad Patogenicidad.Implicación en biofilms p EN CONTRA
Cepas salvajes C l j ● En las diferentes etapas del biofilm
Aeromonas hydrophila, Burkholderia cepacia, Serrata liquefacens

(sistema AHL intacto) Cepas mutantes (sistema AHL defectuoso)

No se vieron diferencias apreciables en otras etapas del biofilm t t d l bi fil

“La formación de un biofilm es únicamente una consecuencia predecible derivada de lascondiciones físico-químicas del ambiente en el que crece”

Bacterias patógenas (Pseudomonas aeruginosa)
● Mutantes producen Biofilm defectuoso p

▪ Menor densidad ▪ Mayor dispersión
www.cmbi.bjmu.edu

● Mutantes no muestran variación en el biofilm

Resultados d R lt d dependientes d condiciones di t de di i experimentales

Conclusiones
Susceptibilidad de resultados a p
Sin embargo…Protocolos experimentales Grupo bacteriano en estudio

Complejidad del biofilm ►

Expresión de múltiples genes Participación de sistemas de regulación

“La formación de un biofilm es únicamente una consecuencia predecible derivada de las condiciones físico-químicas del ambiente en el que crece”

SIMPLIFICACIÓN

Quorum sensing Q i

“Complemento” que confiere adaptabilidad a las Complementocélulas en un medio cambiante e inestable

Variabilidad dentro de cada grupo bacteriano Variabilidad dentro de cada etapa del biofilm

MULTICELULARIDAD EN LOS BIOFILMS

Biofilm de S. aureus

Comportamiento multicelular
Descubrimiento quorum sensing Avances microscopia (SCLM) Avances en sistemas detección expresión g génica

Estudio de multicelularidad bacteriana Estudio de...