Walka z bakteriami staje się coraz trudniejsza, zaś dostępne antybiotyki – coraz mniej skuteczne, dlatego naukowcy szukają alternatywnych sposobów walki z kłopotliwymi mikroorganizmami. Badacze z Monachium skupili się na zwalczaniu wytwarzanego przez nie biofilmu i doszli do bardzo ciekawych wniosków.
Fot. pennstatenews / Foter.com / CC BY-NC
Aby chronić się przed wpływem środowiska, bakterie otaczają się skorupką wyprodukowanych przez siebie polimerów. „Uzbrojone” w ten sposób, osiadłe na powierzchni bakterie oraz wytwarzany przez nie śluz tworzą warstwę zwaną biofilmem.
Okazało się, że sprytne mikroby wypracowały specjalną strategię, która zapobiega zmywaniu utworzonego przez nie biofilmu z podłoża. Strategię tę zbadał i opisał zespół prof. Olivera Lilega z Munich School of BioEngineering.
Sztuczki ze świata roślin
Badacze zbadali powierzchnię biofilmu przy użyciu mikroskopii konfokalnej. Szybko doszli do pierwszego wniosku: nie wszystkie biofilmy są takie same, nawet jeśli wytwarzane są przez jeden gatunek bakterii. Przykładowo bakterie glebowe Bacillus subtilis mogą produkować biofilmy o bardzo różnych właściwościach: po niektórych woda swobodnie się rozlewa, na innych natomiast krople wody toczą się jak kulki lub osiadają w jednym miejscu, nawet jeśli powierzchnia jest praktycznie pionowa.
Okazało się, że bakterie stosują sztuczki znane nam ze świata roślin – zjawisko przypominające efekt lotosu. Lieleg i jego zespół potwierdzili, że struktura powierzchniowa biofilmu rzeczywiście bardzo przypomina powierzchnię liści lotosu, zbudowana jest bowiem z mikro- i nanostruktur, które zapobiegają zwilżaniu przez wodę.
Podobnie jednak jak hydrofobowe powierzchnie liści i płatków roślin różnią się, tak również biofilmy mogą mieć lekko odmienną strukturę. W przypadku liścia lotosu między kroplą wody a powierzchnią liścia uwięzione zostają małe pęcherzyki powietrza, co nie występuje na przykład na hydrofobowych płatkach róż; dlatego też krople wody staczają się z liścia lotosu, ale osiadają na płatkach róż. Tak samo jest z biofilmami – ich właściwości zależą od dostępnych składników odżywczych.
Alternatywna droga
Walka z bakteriami przy pomocy antybiotyków staje się dziś coraz trudniejsza. Dlatego też naukowcy proponują alternatywną drogę – skupić się w pierwszej kolejności na pokonaniu superhydrofobowych właściwości biofilmów.
Jak wyjaśnia prof. Lieleg, problem polega na tym, że substancje zwalczające bakterie nie są skuteczne, jeśli nie mogą przyczepić się do powierzchni. Trzeba więc znaleźć sposób, aby zmodyfikować właściwości powierzchniowe biofilmu. Będzie to pierwszy krok do ochrony przeciwbakteryjnej na przykład cewników, stosowanych w medycynie rurek czy zainfekowanych ran.
Źródło: european-coatings.com
