DANNELSE OG SPREDNING AF BIOFILM
Biofilmudviklingen er velorganiseret og intercellulær signalering finder sted under udviklingen. En række gener/proteiner er både opreguleret og nedreguleret i forbindelse med bakteriers tilhæftning på værtsceller. Biofilmen kan dannes inden for 24 timer efter fastgørelse. Der er fem hovedtrin i dannelsen og spredningen af biofilm (se figur 2). Efter tilhæftningsfasen begynder bakterierne at danne et (mono)lag og producere et polymert matrixlag til beskyttelse. I den sidste fase begynder nogle celler eller dele af den modne biofilm at løsne sig og spredes i miljøet som planktonceller igen. De kan starte en ny cyklus af biofilmdannelse andre steder i kroppen (Guzmán-Soto et al., 2021).
Figur 1: Skematisk fremstilling af biofilmdannelse af en enkelt bakterieart på en fast overflade (AHV International, baseret på Guzmán-Soto et al., 2021)
BIOFILM OG VÆRTENS IMMUNSYSTEM
Kort sagt er biofilmdannelse en overlevelsesstrategi eller forsvarsmekanisme for bakterier. Det er ekstremt vanskeligt at fjerne biofilm med almindeligt kendte/anvendte redskaber, mens dyrets immunsystem ikke kan opdage og fagocytose bakterierne i en biofilm (Prakash et al., 2003).
Indledende infektion
Bakterier invaderer værten og forårsager infektion og danner en ekstracellulær struktur – biofilm
Hvilende periode
Biofilm “beskytter” bakterierne indeni, da det er uigennemtrængeligt for antibiotika og immunceller
Kronisk infektion
Efter at have nået tilstrækkelig befolkning, opstår bakterier i biofilm igen i planktonisk tilstand og forårsager tilbagevendende infektioner
Det betyder altså, at dyrenes immunsystem kun udløses af planktoniske bakterier og ikke af bakterier, der er skjult i biofilmen. I situationer, hvor der forekommer stressfaktorer af enhver art, vil dyrenes immunsystem blive undertrykt, hvilket medfører risiko for, at bakterier fra biofilmen bliver planktoniske, hvilket vil føre til nye udfordringer. (se figur 3.)
Figur 3: Recidiv af kroniske infektioner ved immunsuppression i kombination med biofilmsdannelse
Kronisk biofilmdannelse kan observeres i ved følgende problemer: Malkekøer: Streptococcus dysgalactiae, Streptococcus agalactiae, Streptococcus uberis og Escherichia coli ( M.B. Melchior et al., 2006,)
Svin: Streptococcus Suis (Yang Wang et al. 2018. Clostridium perfringens(A. (Charlebois et al. 2014). Avian Escherichia coli (APEC) (Kushal Grakh et al. 2022).
For at bevare dyrenes sundhed skal dannelsen af biofilm forhindres.
BIOFILM I FORBINDELSE MED UDVIKLING AF ANTIMIKROBIEL RESISTENS (AMR):
På grund af biofilmens tætte polymere matrix vil antibiotikaenes indtrængning være begrænset, hvilket resulterer i, at der dannes en gradient under det bakteriedræbende kritiske niveau, hvilket resulterer i en hurtigere udvikling af mikrobiel resistens. Philip S. Stewart, et al. 2002 / Niels Høiby et al. 2009. Disse subinhibitoriske koncentrationer af mange antibiotika er i stand til at fremme biofilmdannelse af patogener (Kaplan 2011). Derfor skyldes ca. 80 % af de kroniske og tilbagevendende mikrobielle infektioner i kroppen bakteriel biofilm. Mikrobielle celler i biofilm har vist sig at være 10-1000 gange mere resistente over for antibiotika end planktoncellerne (Abranches J 2011).
