Sitemap

Een mogelijke nieuwe bescherming tegen biofilmvorming, polymeren gevonden in slijm, is ontdekt door een team van onderzoekers van MIT.

Biofilms zijn slijmerige lagen van bacteriële opbouw die een ernstig gevaar vormen in medische en industriële omgevingen.Eenmaal geworteld, zijn biofilms uiterst moeilijk te verwijderen, en veel onderzoek heeft bijgedragen aan het bepalen hoe deze schadelijke agentia kunnen worden voorkomen en geëlimineerd.

Slijm is nuttig

Het team van biologische ingenieurs, wiens werk werd gepubliceerd in Current Biology, ontdekte dat deze polymeren, mucinen genaamd, in staat zijn om bacteriën te vangen en te voorkomen dat ze aan elkaar plakken op een oppervlak, waardoor ze onschadelijk worden.

Katharina Ribbeck, de Eugene Bell Career Development Assistant Professor of Biological Engineering en senior auteur van het artikel zegt:

"Slijm is een materiaal dat zich gedurende miljoenen jaren van evolutie heeft ontwikkeld om onze interacties met de microbiële wereld te beheren. Ik weet zeker dat we er inspiratie uit kunnen halen voor nieuwe strategieën om infecties en bacteriële kolonisatie te helpen voorkomen.”

Mucinebekledingen kunnen helpen bij het voorkomen van biofilmvorming op medische apparaten en kunnen toepassingen vinden in persoonlijke hygiëne, zoals het combineren ervan in producten zoals tandpasta en mondwater, die de lichaamseigen afweer kunnen versterken, met name bij mensen van wie het eigen slijm is opgebruikt.

Hoe u kunt voorkomen dat bacteriën samensmelten?

Slijm loopt langs de natte oppervlakken van het lichaam, gebieden zoals de luchtwegen en het spijsverteringskanaal. "De leerboekweergave van slijm is dat het een barrière vormt voor infectie, maar het is helemaal niet duidelijk hoe het dat doet,"zegt Ribbeck.

Om deze vraag te beantwoorden, onderzochten Ribbeck en haar team het gedrag van Pseudomonas aeruginosa-bacteriën in een groeimethode met oplosbare gezuiverde mucinen, lange eiwitten, compleet met verschillende vastgemaakte suikermoleculen.

Om ervoor te zorgen dat bacteriën door de slijmlaag kunnen reizen en de onderliggende weefsels kunnen infecteren, moeten ze groepen maken die aan het oppervlak van het weefsel kunnen blijven plakken.Immuuncellen zijn gespecialiseerd in het bestrijden van afzonderlijke bacteriële cellen, daarom zijn clusters van bacteriën moeilijker voor het immuunsysteem om te elimineren.

Ribbeck legt uit:

"Over het algemeen wil je bacteriën in de buurt hebben, je wilt gewoon niet dat ze samenwerken. Je wilt dat ze worden gemengd met veel andere bacteriën die goed voor je zijn. Je wilt niet dat één soort het overneemt, want dan kunnen ze het systeem overwoekeren.”

In de huidige studie ontdekten onderzoekers dat mucinen de vorming van bacteriële klonten remmen door ze niet te laten kleven, wat cruciaal is voor hen om samen te groeperen.Wanneer bacteriën kunnen bewegen, eindigen ze in een kleverige mix en richten ze minder schade aan.

Ribbeck zegt: "De mucinen hebben het vermogen om virulentie te onderdrukken door de cellen gescheiden te houden. Het is alsof je je kinderen in aparte kamers houdt, zodat ze uit de problemen blijven.”

Soms kunnen bacteriën dit afweersysteem doorbreken en infecties veroorzaken.Dit kan worden versneld door een afname van slijm als gevolg van uitdroging, chemotherapie en veroudering, of in met slijm verstopte longen van patiënten met cystische fibrose.

Beheer van microbieel gedrag

Het belangrijkste positieve effect van het gebruik van mucinen als antimicrobiële omhulling is dat de stof pathogene bacteriën demobiliseert zonder ze te beëindigen.

Dat gezegd hebbende, is het minder waarschijnlijk dat bacteriën resistentie ontwikkelen tegen mucinen, zoals tegen antibiotica.De voordelige bacteriën die op slijmvliezen leven, zouden ook overleven.

Ribbeck zegt: "Dit is een mooi mechanisme waarbij je de virulentie-eigenschappen gewoon onderdrukt zonder de bacteriën te doden. Het is de manier van de natuur om microbieel gedrag te beheren op een manier die nuttig zou kunnen zijn om van te profiteren."

Ribbeck en haar team onderzoeken nu hoe mucinen ervoor zorgen dat bacteriën niet mobiel zijn en hoe ze infectie door niet-bewegende bacteriën remmen.Ze bestudeert ook mucine-interacties met andere pathogene organismen, zoals gisten.

Geschreven door Kelly Fitzgerald

Tutte le categorie: Blog