biopeliculas micro general
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JULIO R. RUIZ QUIROZ
BIOPELICULAS
LIMA - 2015
MICROBIOLOGA GENERAL
UNMSM FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICA
E.A.P. FARMACIA Y BIOQUMICA
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BIOFILMS (BIOPELCULAS)
En la naturaleza la mayora de microorganismos vive en grupos, adheridos a superficies.
Los m.o. pueden vivir en dos estados:
Estado planctnico
Estado de biopelculas
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BIOFILMS (BIOPELCULAS) DEFINICIN E HISTORIA
BIOPELCULA: Una comunidad de microorganismos inmersa en un medio lquido, caracterizada por microorganismos que se hallan unidas a un sustrato o superficie, o unas a otras, que se encuentran embebidas en una matriz extracelular producida por ellas mismas, y que muestran un fenotipo alterado en cuanto al grado de multiplicacin celular o la expresin de sus genes.
Clinical Microbiology Reviews 2002; 167-93
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BIOFILMS (BIOPELCULAS) DEFINICIN E HISTORIA
Fue el primero en describir la presencia de m.o . adheridos a la superficie dental
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En los aos 70, CHARACKLIS procedi a estudiar legamos microbianos en sistemas de aguas industriales
Demostr su tenacidad y resistencia a diferentes desinfectantes, ej. Cloro
Luego Costerton y colaboradores, describieron la presencia de comunidades bacterianas embebidas en matriz glucoproteica unidas a superficies en contacto con el agua
Postula que las BIOPELCULAS podran ser la explicacin para los mecanismos por los cuales los grmenes se adhieren a superficies vivientes e inertes
BIOFILMS (BIOPELCULAS) DEFINICIN E HISTORIA
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No hubo grandes avances en el estudio de las biopelculas hasta la aplicacin del microscopio electrnico.
Microscopia electrnica de barrido
Tinciones especiales
Dos avances han incrementado la comprensin de las biopelculas:
El microscopio de lser confocal
Que ha permitido caracterizar la ultraestructura de la biopelcula
La investigacin de los genes involucrados en la adhesin celular y la formacin de las biopelculas
BIOFILMS (BIOPELCULAS) DEFINICIN E HISTORIA
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BIOFILMS (BIOPELCULAS) Los habitantes de una biopelcula pueden
pertenecer a una misma especie o a diversos grupos de microorganismos Bacterianos Fngicos
El nexo comn es una matriz de polisacridos, ADN, y protenas, que constituyen una SUSTANCIA POLIMRICA EXTRACELULAR.
Staphylococcus aureus
Candida albicans
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La mayora de las tcnicas microbianas disponibles examinan m.o. cultivados en estado planctnico.
Se postula que el 99% de las bacterias existen bajo la forma de biopelculas.
En los prximos aos se viene UNA NUEVA PERSPECTIVA DE LA VIDA MICROBIANA, que tendr consecuencias en la investigacin y desarrollo en: La medicina La industria La ecologa La agricultura
BIOFILMS (BIOPELCULAS)
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BIOFILMS (BIOPELCULAS) TAPICES MICROBIANAS EN TODAS PARTES
Biopelculas formada por Bacterias, hongos y algas
Biopelcula formada por Pyrodictium En fumarolas volcnicas submarinas
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Biopelcula de Candida albicans Biopelcula polimicrobiana en tuberias Sistema de agua
BIOFILMS (BIOPELCULAS) TAPICES MICROBIANAS EN TODAS PARTES
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FORMACIN DE UNA BIOPELCULA
Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2015;14(4):491-509.
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Adherencia Flagelos, fimbrias G (-) Adhesinas G (+)
Hay mayor adhesin en Superficies hidrofbicas, no polarizadas como tefln o plstico
Exopolisacaridos Alginato en P. aeruginosa Celulosa en S. typhimurium Glucosa y galactosa en V. cholerae Poli-N-acetil glucosamina en S. aureus
Mecanismos de desprendimiento A) Erosin o deslizamiento B) Separacin C) Abrasin
FORMACIN DE
UNA BIOPELCULA
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Biomed Res Int. 2015; 2015:759348.
FORMACIN DE UNA BIOPELCULA DE Pseudomonas aeruginosa
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BIOFILMS (BIOPELCULAS) BIOPELCULAS EN TRACTO GASTROINTESTINAL HUMANO
Journal of Applied Microbiology 102 (2007) 11871196
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BIOFILMS (BIOPELCULAS)
El Centro para la Prevencin y Control de Enfermedades (CDC), estima que aprox. entre el 60 a 70 % de las infecciones bacterianas humanas en el mundo occidental estn provocadas por biopelculas
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BIOFILMS (BIOPELCULAS)
SUPERFICIES BITICAS
SUPERFICIES ABITICAS
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Biopelculas asociadas a infecciones
Keratitis asociada a lente de contacto
Endocarditis vlvula prosttica
Fibrosis qustica Bacilos Gram (-)
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BIOPELCULAS E INFECCIONES
Las biopelculas desempean un papel fundamental en la supervivencia y propagacin de microorganismos.
Esto se debe a que la matriz de exopolisacridos, acta a
modo de escudo, contra el sistema inmune (anticuerpos, leucocitos)
Son altamente resistentes a conc. elevadas de antibiticos Una biopelcula es 10 a 1000 veces ms resistente, que la
misma formada por m.o. en estado planctnico
Se han desarrollado nuevos mtodos para estudiar la susceptibilidad de las biopelculas, entre ellos el ms conocido es el Dispositivo de Biopelculas de Calgary
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BIOPELICULAS Y RESISTENCIA ANTIMICROBIANA
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BIOFILMS (BIOPELCULAS)
PERCEPCIN DEL QUORUM: Un sistema por el cual las bacterias se comunican y obtienen informacin de la densidad bacteriana de su entorno.
Algunas bacterias liberan una molcula sealizadora, o inductor.
Con una densidad celular creciente aumenta la conc. de estas sustancias
Los inductores interaccionan con receptores especficos en cada clula, para activar los genes
Luego se inicia una cascada que desencadena en la expresin o represin de varios genes del cromosoma bacteriano.
Entre 1 -10% de los genes de un m.o. pueden estar regulados directamente por el proceso descrito.
QUORUM SENSING
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QUORUM SENSING Las principales molculas empleadas para comunicarse con las dems bacterias son:
Las ACIL-HOMOSERINA-LACTONAS, que predominan en bacterias Gram negativas. Los OLIGOPEPTIDOS MODIFICADOS, prevalecen en los Gram positivos.
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BIOFILMS (BIOPELCULAS)
ESTRATEGIAS PARA EL TRATAMIENTO DE INFECCIONES ASOCIADAS A BIOPELICULAS
Sustancias capaces de destruir la matriz de la biopelculas (ej. Dispersina B)
Sustancias que destruyan a las clulas persistentes Sustancias que interfieran con el quorum sensing,
las enzimas quorum quenching Sustancias que causen la autodestruccin de las
biopelculas Estrategias que ayuden a la accin del agente
antimicrobiano (ej. Corriente elctrica)
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Penetracin de Vancomicina a travs de biopelculas inducidas in vitro de estafilococos coagulasa negativos aislados de catteres provenientes de la U.C.I. del Hospital Nacional Guillermo Almenara Irigoyen Len y col.
ESTUDIOS EN LA FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICA
Aislaron 72 cepas de estafilococos coagulasa negativos de catteres venosos
Para determinar las cepas productoras de biopelculas usaron el agar rojo de congo.
Determinaron que el 46% de sus cepas eran formadoras de biopelculas.
Las biopelculas fueron inducidas en membranas de fluoruro de polivinilideno.
Se observ que el antibitico vancomicina penetr en promedio un 57,5% de su conc. a travs de las biopelculas, despus de 6 horas de expsicin en comparacin con el 92,4% del control negativo
A las 24 horas se alcanz 82,2% de penetracin de la vancomicina
BIOPELCULAS
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Influencia de la N-acetil cistena en la prevencin de la formacin y remocin de biopelculas de Pseudomonas aeruginosa Cristobal y col.
Investigaron 62 cepas de Pseudomonas aeruginosa aisladas de lquidos biolgicos y secreciones del HNERM
Para determinar las cepas productoras de biopelculas usaron el agar rojo de congo.
Determinaron que el 42% de sus cepas eran formadoras de biopelculas. La influencia de la N-acetil cistena fue estudiada por el mtodo de
Friedman-Kolter en dos etapas PRIMERA, durante la formacin de biopelculas obtenindose resultados
favorables de disminucin desde el 39% al 84% SEGUNDA, realizada sobre biopelculas previamente formadas,
obtenindose una remocin del exopolisacrido del 14% al 77% Se concluye que la N-ACETIL CISTEINA podra utilizarse como una
alternativa efectiva para prevenir las infecciones resistentes a la terapia antibacteriana e inh. de la formacin de biopelculas
ESTUDIOS EN LA FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUMICA
BIOPELCULAS
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J Clin Pathol 1989;42:872-874 (ARTICULO CLSICO) New method for detecting slime production by coagulase negative staphylococci D J FREEMAN, et al
EL MTODO DEL AGAR ROJO DE CONGO El medio fue compuesto de Caldo de infusin cerebro corazn 37 g/L Sucrosa 50 g/L Agar-agar 10 g/L Rojo de congo 0.8 g/l Un resultado positivo colonias negras con una consistencia cristalina seca. Los cepas no productores usualmente permanecen rosadas
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Tabla 3. DETERMINACIN DE LA CONCENTRACIN MNIMA INHIBITORIA
DE BIOPELCULA
Especies de
plantas
Partes de
las
plantas
ensayadas a
Tipo de
extractos b
Concentracin Minima Inhibitoria de
Biopelcula (g/mL)
Staphylococcus
aureus
Staphylococcus
epidermidis
Juglans
neotropica C E 2000 1000
C HA 2000 250
Piper lineatum H E 500 500
H HA 500 500
Terminalia
catappa H E 2000 2000
H HA > 2000 2000
(a) Partes de las plantas ensayadas: C, corteza; H, hojas
(b) Tipo de extractos: E, etanlico; HA, hidroalcohlico
Actividad antiestafilocccica y antibiopelcula de los extractos de Juglans neotropica Diels, Piper lineatum Ruiz&Pav. y Terminalia catappa L.
Ciencia e Investigacin. 2013; 16(1): 32-37
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Plaza de armas de Chachapoyas
GRACIAS julioruizquiroz@gmail.com
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