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Introducción al concepto de biopelícula
Alex SorianoHospital Clínic de Barcelona
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Número de artículos en PubMed en los que la palabra “biofilm” aparece en el título
Núm
ero
de ar
tícul
os
1985 1990 1995 2000 2005 2010
4 14 39 86
342
819
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catéter intravascular
válvula cardiaca
marcapasos
prótesis vascular
dispositivos intravasculares
implante ortopédico
implante mamario
derivación de LCR
dispositivos extravasculares
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infección urinaria recurrente
fibrosis quística
otitis media
úlcera crónica
osteomielitis crónica
endocarditis
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rojo: biomasaverde: análogo de timidina (síntesis de ADN)
Biofilm de S. epidermidis
Rani SA, et al. Spatial patterns of DNA replication, proteinsynthesis and Oxigen concentration within biofilmsreveal diversal physiological statesJ Bacteriol 2007; 189: 4223-33
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Rani SA, et al. Spatial patterns of DNA replication, proteinsynthesis and Oxigen concentration within biofilmsreveal diversal physiological statesJ Bacteriol 2007; 189: 4223-33
38 μm
verde: GFP (síntesis de proteínas)
59 μm
Oxígeno puro
S. epidermidis
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profundidad (μm)
La actividad de los antibióticos se limita a los estratos más superficiales de la biopelícula. Las bacterias situadas en profundidad tienen una tasa de duplicación muy reducida (0.013 h-1)
Difusión de 02
50 μm
150 μm
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rojo: biomasaverde: análogo de timidina (síntesis de ADN)
Biofilm de S. epidermidis
Davies DG, et al. The involvement of cell to cell signals inthe development of a bacterial biofilm.Science 1998; 280: 295-8
Señalización química interbacteriana esencial para la construcción de una biocapa madura (“quorumsensing”)
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rojo: biomasaverde: análogo de timidina (síntesis de ADN)
Biofilm de S. epidermidis
starvation-signaling stringent response (relA, spoT)
Nguyen SA, et al. Active Starvation Responses MediateAntibiotic Tolerance in Biofilms and Nutrient-LimitedBacteriaScience 2011; 334: 982-6
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4
8
6
2
UFC / mLlog10 sin ATB
horas0 2 3 4 5 6 71 8
Curva de letalidad estándar para un antibiótico
10 mgbacterias persistentes
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Nathalie Q. BalabanBacterial Persistence as a Phenotypic SwitchScience 2004; 305: 1622-1625
siembra
nanotecnología
ampicilina
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Nathalie Q. BalabanBacterial Persistence as a Phenotypic SwitchScience 2004; 305: 1622-1625
nanotecnología
ampicilina
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Nathalie Q. BalabanBacterial Persistence as a Phenotypic SwitchScience 2004; 305: 1622-1625
nanotecnología
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Tiempo (h)
UFC/mL
15
102
10710
1
ATBmg / L
(CIM)
ATB
Población bacteriana heterogénea
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Tiempo (h)
UFC/mL
15
102
10710
1
ATBmg / L
(CIM)
ATB ATB
Inmunidad del huésped (fago)
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Rosen DAPLoS In Medicine2007;4:329
filamentosPNAS2004;101:13333PNAS2006;103:19884
La formación de PODS en el urotelioScience2003;301:105(modelo murino)
Pili tipo IEMBO J 2000;19:2803Science 1998;282:1494
Proceso de formaciónInfect Imm 2001;69:4572
PNAS 2006;103:14170
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Modelo animal de úlcera cutánea infectada con S. aureus
Stephen C. Davis, et al. Microscopic and physiologicevidence for biofilm-associated wound colonization in vivoWound Repair and Regeneration 2008;16: 23-29
James GA, et al.Biofilms in chronic wounds.Wound Rep Reg 2008; 16: 37-44
Úlceras crónicas: 30 / 50 (60%)Heridas agudas: 1 / 16 (6.2%)
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Edmiston Ch, et al. Impact of selective antimicrobialagents on staphylococcal adherence to biomedicaldevices.Am J Surg 2006; 192: 344–354
0 / 5Vancomicina
Gentamicina 0 / 5
0 / 5
0 / 5
3 / 5 (60)
3 / 5 (60)
5 / 5 (100)1 / 5 (20)1Linezolid 4 / 5 (80)
8Daptomicina 3 / 5 (60) 5 / 5 (100) -
5 / 5 (100)16Rifampicina --
Nº fibras estériles/ Nº total de fibras (%)
4 7 10Días de exposición
40
8
10
40
12
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Placa de microtiter
S. aureus
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Placa de microtiter
96 biopelículas de S. aureus
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96 biopelículas de S. aureus
Método Calgary