Согласно современным представлениям, биоплёнки — это высокоупорядоченные сообщества микроорганизмов, формирующиеся на биологических или искусственных поверхностях в результате их адгезии, роста, размножения и образования полисахаридного внеклеточного матрикса.
В связи с большей агрессивностью патогенных микроорганизмов по сравнению с комменсалами происходит преимущественное заселение ими любых инородных тел, вводимых в организм человека. Биоплёнки образуются на постоянных катетерах, эндоскопах, внутренних имплантантах, контактных линзах и протезах [1]. Так, биоплёнки, обусловленные катетеризацией, представляют ассоциацию:
C. albicans и Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Pseudomonas aeruginosa и Actinobacter, C. glabrata, C. tropicalis, C. krusei, C. lipolytica и C. dubliniensis.
Установлено, что при достижении определённого размера, от биоплёнок начинают отрываться части, которые разносятся с кровотоком по организму. Происходит образование новых очагов биоплёнки, что можно рассматривать как аналог метастазирования злокачественных клеток.
Биоплёнки, обусловленные протезированием: на голосовых протезах для речевой реабилитации представлены: C. albicans, C. tropicalis и бактерии R. dentocariosa [2].
Около 60% микробных инфекций человека сопровождается образованием биоплёнок. В биоплёнке микроорганизмы проявляют особые свойства:
- метаболическую кооперацию — бактерии используют матрикс для питания;
- образуют пищевые цепочки — продукты метаболизма одного микроорганизма
- являются продуктами питания другого; формируют примитивную систему обмена
- генетической информацией, проявляют резистентность (невосприимчивость) к
- фагоцитозу и антибиотикам; способны подавлять иммунный ответ организма.
Мицелиальные грибы выделяют сахара, многоатомные спирты, аминокислоты, соли муравьиной кислоты, ацетаты, гликоген, олигосахариды и некоторые полимерные соединения. Эти метаболиты способствуют колонизации гиф бактериями и образованию на них бактериальных биоплёнок.
Важной особенностью биоплёнки, образованной грибами, является наличие внеклеточного матрикса (экзополимерного материала), который образуется во время созревания и развития пространственной структуры, обеспечивая защиту от иммунной системы макроорганизма, противогрибковых препаратов, гарантируя стабильность заключенных в неё клеточных элементов. Сообщалось, что биоплёнки гриба до 1000 раз более устойчивы к противогрибковым препаратам, чем планктонные клетки, но механизм этой резистентности остается неясным.
Традиционные методы индикации биоплёнок основаны на сорбции молекул красителя на структурах биоплёнки с последующей их отмывкой (десорбцией) в органические растворители [3]. Научный интерес исследователей к ним в последнее время значительно снизился. В первую очередь, это связано с тем, что для этих методов не разработаны стандарты, позволяющие унифицировать их в разных лабораториях. Этот способ не позволяет объективно оценивать способность микроорганизмов формировать биоплёнки на биологических субстратах, т.к. в качестве твёрдой фазы используют синтетический материал (полистирол), сильно отличающийся по своему химическому составу от биологических объектов [4].
Быстрым неспецифическим методом для визуализации грибов является иммунофлуоресцентное окрашивание и сканирующая электронная микроскопия.
Cканирующая электронная микроскопия показала, что зрелые биоплёнки имеют сложную трёхмерную структуру, состоящую из скоординированной сети гифальных структур, склеенных внеклеточной матрицей.
Визуализация с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии подтвердила, что биоплёнка C. albicans проходит через три различных фазы развития: ранней (0/11 ч), промежуточной (12/37 ч), зрелой (38/72 ч) и имеет очень гетерогенную архитектуру с точки зрения распределения грибковых клеток и внеклеточного материала [5].
На этих стадиях развития грибы проявляют различные механизмы резистентности к антимикотикам. Так системы лекарственного эффлюкса используются на ранних и промежуточных этапах развития биоплёнки. Зрелая биоплёнка может выступать в качестве физического барьера.
Оценить физические свойства биоплёнок, а именно вязкость, упругость, адгезивность, микроструктуру позволяет метод атомно-силовой микроскопии.
Информация о микроструктурных и биохимических основах различных вариантов биоплёночного матрикса, а также о путях их регуляции способна стать теоретической базой для фармацевтического контроля биоплёночных процессов [6].
При всём разнообразии методов исследования биоплёнок в зарубежной практике разработаны и стандартизированы методы выявления биоплёнок, в основном, для клинически значимой бактериальной микробиоты.
Разработка и стандартизация таких методов для грибов позволит исполь-зовать их с целью выявления в стационарах микобиоты с повышенной способностью к формированию биоплёнок, а также контролировать факторы, регулирующие их формирование. Кроме того, оценка восприимчивости биоплёнок к противогрибковым препаратам (определение МИК) невозможна без стандартизированных методов выявления биоплёнок.