Biofilme
Os biofilmes são comunidades biológicas com um elevado grau de organização, onde as bactérias formam comunidades estruturadas, coordenadas e funcionais.[1] Estas comunidades biológicas encontram-se embebidas em matrizes poliméricas produzidas por elas próprias. Os biofilmes podem desenvolver-se em qualquer superfície úmida, seja ela biótica ou abiótica. A associação dos organismos em biofilmes constitui uma forma de protecção ao seu desenvolvimento, favorecendo relações simbióticas e permitindo a sobrevivência em ambientes hostis. As bactérias são ubiquitárias, logo, virtualmente, os biofilmes podem formar-se em qualquer superfície e em qualquer ambiente. Podem observar-se biofilmes em condutas de água, permutadores de calor, sanitas, cascos de navio, na pele e mucosas de animais (incluindo o homem), nos dentes, em próteses e em variadíssimas indústrias, desde a indústria química e farmacêutica à alimentar.[2][3] Algumas espécies bacterianas relevantes no que toca à formação de biofilmes incluem Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli.
Os biofilmes podem ser produzidos a partir de exopolissacarídeos (celulose, carboidrato, gomas, etc.) ou proteínas (gelatina, glúten, etc.), e ser de origem animal, vegetal ou microbiano. Entre as variedades de biofilmes, há uma classe que foi definida como comestíveis e biodegradáveis. Os biofilmes podem ser classificados, quanto sua origem, de duas maneiras: naturais ou sintéticos. Os naturais são formados a partir da aglomeração de microorganismos que estão dispostos em uma superfície coberta por água e unidos devido à secreção de uma substância viscosa, como exemplo o limbo. Já os sintéticos, são feitos a partir de polissacarídeos, como por exemplo, amido e pectina; Ou proteínas, como glúten e gelatina. [4]
Biofilmes são responsáveis pela maior parte das interferências causadas por microrganismos em processos tecnológicos. O termo genérico para definir camadas biológicas indesejáveis que se formam em superfícies é biofouling. Esses efeitos em processos industriais incluem: aumento da resistência à troca de calor, aumento do coeficiente de fricção, entupimento de membranas e filtros, a mobilização de metais e de acidez através da ação de biofilmes microbianos sobre resíduos de mineração (drenagem ácida) e a contaminação de alimentos.[5]
Quando indesejavelmente instalados em uma planta industrial, os biofilmes contribuem para contaminação de muitas áreas de processo, pois representa fontes de liberação e disseminação de microrganismos que podem deteriorar produtos, causando prejuízos financeiros e retrabalho, situação esta que pode ser prevenida e/ou controlada. No entanto, sua remoção representa um desafio, principalmente no que diz respeito à determinação do tipo e da dosagem adequada de biocida para este fim.[6]
Uma grande diversidade de novas tecnologias vem sendo pesquisadas no sentido de reduzir o impacto tanto dos biofilmes quanto das formas de controle do aparecimento de biofilmes. Uma das principais frentes de pesquisa biotecnologica nesse ramo busca biomoleculas que sejam capazes de inibir, eliminar, ou impedir a adesão de bactérias formadoras de biofilmes. Dentre as classes mais promissoras de moléculas propostas com atividade anti-biofilme destacam-se as saponinas[7], os rhamnolipideos [8], e alguns alcaloides naturais de plantas [9] ou de animais [10].
Formação de biofilmes[editar | editar código-fonte]
A formação de biofilmes começa com a aderência de células planctónicas entre si, ou a uma superfície, sendo estas interações relativamente fracas inicialmente. Esta aderência inicial torna-se irreversível através da expressão de estruturas de adesão, como pili ou fímbria. Após a a adesão ou formação de agregados, as bactérias começam a produzir matrix extracelular, criando micro colónias, que facilitam a multiplicação das células bacterianas[11].
Durante a colonização dos biofilmes, as bactérias comunicam entre si através de quorum sensing, utilizando moléculas sinalizadoras para controlar a densidade celular da população e alterar a expressão de diversos genes. Após a formação de micro colónias, o biofilme é então capaz de expandir através de processos de divisão celular e recrutamento de células planctónicas presentes na proximidade, acompanhado de um aumento na produção de matrix extracelular. A estrutura 3D dos biofilmes permite a criação de sub populações com diferentes fenótipos e atividade metabólica devido a défice de nutrientes e oxigénio nas zonas mais internas do biofilme. Isto resulta em diferentes suscetibilidades destas populações ao sistema imune do hospedeiro, bem como ao tratamento com antibióticos que atuam em células metabolicamente ativas[12].
Biofilmes são estruturas dinâmicas, em constante processo de formação e destruição, também parcialmente controlado por quorum sensing. A destruição do biofilme permite a dispersão de células da estrutura e consequente colonização de outras zonas do hospedeiro[13].
Ver também[editar | editar código-fonte]
Referências
- ↑ M. E. Davey; G. A. O'toole (dezembro de 2000), «Microbial Biofilms: from Ecology to Molecular Genetics», Microbiology and Molecular Biology Reviews, ISSN 1092-2172 (em inglês), 64 (4): 847-867, PMC 99016
, PMID 11104821, doi:10.1128/MMBR.64.4.847-867.2000, Wikidata Q21999032
- ↑ Araújo, Fátima Maria da Costa Alves de Almeida,(2007. Adesão de isolados clínicos e alimentares de Salmonella Enteritidis a superfícies de processamento de alimentos
- ↑ (2006) "Biofilme de bactérias agora pode ser quebrado" Redação do Site Inovação Tecnológica acessado a 1 de março de 2010
- ↑ FILHO, C.C.et al. Um estudo sobre os impactos dos biofilmes microbianos nas indústrias. Universidade do Vale do Paraíba
- ↑ SCHNEIDER, R. P. Biofilmes Microbianos. Microbiologia em Foco. n 2, vol 1, p 4 – 12. 2007.
- ↑ CAPELLETTI, R. V. Avaliação da atividade de biocidas em biofilmes formados a partir de fluido de corte utilizado na usinagem de metais. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2006.
- ↑ Stanković, Jovana; Gođevac, Dejan; Tešević, Vele; Dajić-Stevanović, Zora; Ćirić, Ana; Soković, Marina; Novaković, Miroslav (28 de junho de 2019). «Antibacterial and Antibiofilm Activity of Flavonoid and Saponin Derivatives from Atriplex tatarica against Pseudomonas aeruginosa». Journal of Natural Products. 82 (6): 1487–1495. ISSN 0163-3864. doi:10.1021/acs.jnatprod.8b00970
- ↑ de Araujo, Lívia Vieira; Abreu, Fernanda; Lins, Ulysses; Anna, Lídia Maria de Melo Santa; Nitschke, Márcia; Freire, Denise Maria Guimarães (1 de janeiro de 2011). «Rhamnolipid and surfactin inhibit Listeria monocytogenes adhesion». Food Research International. 44 (1): 481–488. ISSN 0963-9969. doi:10.1016/j.foodres.2010.09.002
- ↑ Skogman, Malena E.; Kujala, Janni; Busygin, Igor; Leino, Reko; Vuorela, Pia M.; Fallarero, Adyary (setembro de 2012). «Evaluation of Antibacterial and Anti-biofilm Activities of Cinchona Alkaloid Derivatives against Staphylococcus aureus». Natural Product Communications (em inglês). 7 (9): 1934578X1200700. ISSN 1934-578X. doi:10.1177/1934578X1200700917
- ↑ Machado, Ednildo de Alcântara; Castilho, Livia Vieira Araujo de; Domont, Gilberto B.; Nogueira, Fabio C. S.; Freire, Denise Maria Guimarães; Sousa, Joab Sampaio de; Santos, Diogo Gama dos; Fox, Eduardo Gonçalves Paterson; Carvalho, Danielle Bruno de (julho de 2019). «Fire Ant Venom Alkaloids Inhibit Biofilm Formation». Toxins (em inglês). 11 (7). 420 páginas. doi:10.3390/toxins11070420
- ↑ Flemming, Hans-Curt; Wingender, Jost; Szewzyk, Ulrich; Steinberg, Peter; Rice, Scott A.; Kjelleberg, Staffan (setembro de 2016). «Biofilms: an emergent form of bacterial life». Nature Reviews Microbiology (em inglês) (9): 563–575. ISSN 1740-1534. doi:10.1038/nrmicro.2016.94. Consultado em 2 de junho de 2022
- ↑ Yan, Jing; Bassler, Bonnie L. (10 de julho de 2019). «Surviving as a Community: Antibiotic Tolerance and Persistence in Bacterial Biofilms». Cell Host & Microbe (1): 15–21. ISSN 1934-6069. PMC 6629468. PMID 31295420. doi:10.1016/j.chom.2019.06.002. Consultado em 2 de junho de 2022
- ↑ Vasudevan, Ranganathan (18 de junho de 2014). «Biofilms: Microbial Cities of Scientific Significance». Journal of Microbiology & Experimentation (3). ISSN 2373-437X. doi:10.15406/jmen.2014.01.00014. Consultado em 2 de junho de 2022
