Schopnosť baktérií tvoriť biofilm predstavuje závažný problém pre humánne, veterinárne zdravotníctvo, ale aj potravinársky priemysel. Baktérie žijúce v biofilmoch sú príčinou chronických infekcií. Liečba často zlyháva z dôvodu vyššej odolnosti biofilm produkujúcich baktérií voči antibiotikám.
Základným cieľom projektu podporovaného agentúrou VEGA s názvom Molekulárna analýza mikrobiálneho biofilmu u zvierat, riešeného na Ústave fyziológie hospodárskych zvierat v Košiciach Centra biovied SAV je získať nové poznatky o zmenách fenotypovej antibiotickej rezistencie, ako aj monitorovať vzťah medzi prítomnosťou faktorov mikrobiálnej virulencie a tvorbou bakteriálneho biofilmu u modelových druhov animálnych baktérií.
Zodpovedná riešiteľka projektu RNDr. Dobroslava Bujňáková, PhD. uvádza, že faktory virulencie, ktorým je aj schopnosť tvorby bakteriálneho biofilmu, umožňujú mikroorganizmom vyššiu odolnosť voči mechanizmom imunitného systému, extrémnym podmienkam, dezinfekčným prostriedkom a antibiotikám, výsledkom čoho je časté zlyhanie antibiotickej liečby a zvýšený výskyt rezistentných baktérií.
„S cieľom obmedziť používanie antibiotík, súčasný výskum je zameraný na posilnenie prirodzených obranných mechanizmov. Jednou z atraktívnych myšlienok je použitie telu vlastných baktérií a ich produktov, respektíve rastlinných sekundárnych metabolitov ako prírodnej, netoxickej a zdravej alternatívy k antibiotikám. Množstvo baktérií a rastlín totiž uvoľňuje látky s funkciou regulovať architektúru biofilmu. Tieto komponenty preukazujú veľmi často biofilm inhibičné a disperzné vlastnosti, takže by mohli reprezentovať nové zdroje anti-biofilmových komponentov. Ďalším cieľom je preto monitorovať vplyv vybraných rastlinných a bakteriálnych sekundárnych metabolitov na tvorbu biofilmu, ako aj expresiu faktorov virulencie.“
Doteraz vedci pracujúci na tomto projekte, otestovali súbor zbierkových kmeňov izolovaných od teliat, brojlerov, ale aj orlov a jastrabov na prítomnosť génov rezistencie na antibiotiká a vzťah tvorby bakteriálneho biofilmu a výskytu faktorov virulencie. „Zistili sme široké spektrum génov rezistencie na tetracyklín, sulfonamidy, florfenikol, ale aj na cefalosporíny a častejší výskyt génov virulencie u veľmi slabých producentov biofilmu.“ Výsledky boli publikované v zahraničnom časopise Journal of Environmental Science and Health, domácom časopise Journal of Microbiology Biotechnology and Food Science, prezentované na konferencii Animal Physiology v Krakove a publikované v časopise Annales Universitatis Paedagogicae Cracoviensis Studia Naturae.
V rámci uvedeného VEGA projektu sa slovenskí vedci v spolupráci s Českou zemědělskou univerzitou v Prahe, konkrétne s Fakultou tropického zemědělství podieľali na testovaní vplyvu rastlinných silíc (karvakolu a tymolu) na inhibíciu rastu Staphylococcus aureus. Výsledkom bol nový prístup testovania rastlinných silíc v tekutej a unikavej vrchnej fáze v jamkách na polystyrénových doštičkách a publikácia v časopise Fitoterapia.
„Quorum Sensing – QS“
Baktérie vyskytujúce sa vo forme biofilmu komunikujú podľa odborníčky navzájom medzi sebou prostredníctvom tzv. „Quorum Sensing – QS“, označovaného ako chemická reč baktérií alebo bakteriálna „sociálna sieť – facebook“.
„QS sa nezúčastňuje len na samotnej tvorbe biofilmu, ale aj na regulácií faktorov virulencie a iných funkcií. Je založený na produkcii a uvoľňovaní chemických signálnych molekúl tzv. autoinduktorov, ktorými baktérie koordinujú expresiu určitých génov. Regulácia bakteriálnej komunikácie prostredníctvom inhibítorov QS, ktoré blokujú tieto signálne molekuly, predstavuje stratégiu ´odzbrojenia´ patogénnych mikroorganizmov, narušenia ich tvorby biofilmu, paralyzovania ich virulencie a obnovenia ich citlivosti na antibiotiká,“ vysvetlila RNDr. Dobroslava Bujňáková, PhD.
V blízkej budúcnosti sa preto vedci zamerajú na štúdium vplyvu rastlinných a bakteriálnych sekundárnych metabolitov na signálne molekuly. „Dúfame, že dosiahnuté výsledky obohatia doterajšie poznatky nového dôležitého prístupu k manažovaniu infekcií spojených s biofilmom prostredníctvom ovplyvňovania bakteriálnej komunikácie a že pomôžu pri rozvoji inovatívnych anti-bakteriálnych, anti-biofilmových a anti-QS stratégií a hľadaní nových potenciálnych inhibítorov bakteriálneho biofilmu a komunikácie.“ uzatvára zodpovedná riešiteľka.
Projekt základného výskumu má realizačné obdobie: 1. 1. 2018 – 31. 12. 2020.
Odborný garant textu a ilustráciu poskytla: RNDr. Dobroslava Bujňáková, PhD.
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Ilustračné foto: Pixabay.com /geralt/
Uverejnila: VČ