ESTRUCTURA Y FORMACIÓN DE BIOPELÍCULAS

Dra. Laurie Ann Ximénez-FyvieMtra. Adriana Patricia Rodríguez-Hernández

Laboratorio de Genética MolecularDivisión de Estudios de Posgrado e Investigación

Facultad de Odontología, UNAM

CONCEPTOS BÁSICOS DE BIOPELíCULAS

•Poblaciones bacterianas que se adhieren entre si y a una superficie,caracterizadas por estar encerradas en una matriz de exopolisacáridosheterogénea y altamente hidratada

J. William Costerton

CONCEPTOS BÁSICOS DE BIOPELICULAS

•La mayor parte de las biopelículas se forman sobre superficies sólidasque no descaman o que tienen bajos ritmos de descamación

•Una característica común de todas las biopelículas es la circulación defluidos a través de canales que existen entre los agregados bacterianos

•El crecimiento estacionario de células dentro de las biopelículas haceposible mantener una cooperación metabólica sostenida

ANTECEDENTES

Microscopía de luz y electrónica

En todos los modelos de los 1980s, predominaba el concepto de la placa homogénea, es decirque las bacterias en la placa estaban distribuidas uniforme y aleatoriamente en la matriz deextracelular, y que dicha matriz mediaba únicamente su adhesión y coagregación

MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO

ANTECEDENTES

Microscopía confocal

Permitió el estudio de planos focales sucesivos dentro de biopelículas vivas e hidratadas, ydemostró que las bacterias en biopelículas crecen en microcolonias encapsuladas en una matrizque se distribuye heterogéneamente con regiones menos densas que contenían canalesacuosos altamente permeables (Caldwell y cols. 1992, Lawrence y cols. 1991)

FUNCIONES DE LA MATRIZ DE EXOPOLISACÁRIDOS

•Estimular la adhesión inicial de células

•Mantener la estructura de las microcolonias y de la biopelícula engeneral

•Conferir resistencia al estrés ambiental, agentes antimicrobianos ypredación por protozoarios

•Retener nutrientes dentro de la biopelícula

RESISTENCIA DE ESPECIES DENTRO DE LAS BIOPELÍCULAS

•Variaciones en la concentración de nutrientes y ritmo decrecimiento celular

•Modificación directa de los agentes por la presencia depolímeros extracelulares y enzimas

•Cambios fenotípicos celulares por adhesión y formación dela biopelícula (conjugación y transformación)

RITMO EN EL CRECIMIENTO CELULAR

•Though planktonic cells secrete chemical signals (HSLs, for homoserine lactones), the lowconcentration of signal molecules does not change genetic expression.•Biofilm cells are held together in dense populations, so the secreted HSLs attain higherconcentrations. HSL molecules then re-cross the cell membranes and trigger changes in geneticactivity.

ETAPAS EN LA FORMACIÓN DE UNA BIOPELÍCULA

ETAPAS EN LA FORMACIÓN DE UNA BIOPELÍCULA

ETAPAS EN LA FORMACIÓN DE UNA BIOPELÍCULA