Κλειδί για το ξεκλείδωμα των τεχνολογιών πρόληψης βιοφίλμ, η αποκωδικοποίηση του μηχανισμού επιμονής τους και της σχέσης τους με τη χημεία της επιφάνειας.
Τα βακτήρια E. coli που σχηματίζουν βιοφίλμ προσκολλώνται σταθερά σε υδρόφοβες και υδρόφιλες προσροφητικές πρωτεΐνες αυτοσυναρμολογούμενες μονοστοιβάδες (SAMs) και ασθενώς σε υδρόφιλες που αντιστέκονται στις πρωτεΐνες, αποκάλυψε μια πρόσφατη μελέτη από ερευνητές της Tokyo Tech. Αυτά τα ευρήματα σχετικά με το πώς η επιφανειακή χημεία μπορεί να επηρεάσει την προσκόλληση των βακτηριακών κυττάρων και, με τη σειρά του, ο σχηματισμός βιοφίλμ θα μπορούσε να ανοίξει πόρτες σε ανθεκτικές στα βακτήρια επιφάνειες και αντιβιορυπαστικές επικαλύψεις για βιοϊατρικές και βιομηχανικές συσκευές.
Η ομάδα ερεύνησε τον μηχανισμό προσκόλλησης των βακτηρίων E. coli σε διαφορετικές χημικές επιφάνειες, χρησιμοποιώντας οπτικό μικροσκόπιο και μια τεχνική που ονομάζεται “Μικροϊσορροπία κρυστάλλων χαλαζία με παρακολούθηση διασποράς ενέργειας”.
Οι εικόνες μικροσκοπίας μαζί με τα δεδομένα QCM-D αποκάλυψαν ότι το E. coli προσκολλήθηκε σταθερά τόσο σε υδρόφοβα (με τερματισμό μεθυλίου) όσο και σε υδρόφιλα προσροφητικά πρωτεϊνών (αμινικά και καρβοξυ-τερματικά) SAM σχηματίζοντας πυκνά βακτηριακά φιλμ. Αντίθετα, προσδέθηκε ασθενώς σε υδρόφιλα SAM που αντιστέκονται στις πρωτεΐνες.
Η ομάδα παρατήρησε επίσης μια θετική μετατόπιση f για τα υδρόφιλα SAM που αντιστέκονται στις πρωτεΐνες, πιθανώς λόγω του γεγονότος ότι τα βακτηριακά προσαρτήματα του E. coli έπαιξαν ρόλο όχι μόνο στην έναρξη της επαφής με την επιφάνεια και στη σύνδεση αλλά και στη δημιουργία ελαστικών ελατηριωτών συνδέσμων με η επιφάνεια. Περαιτέρω, εκτιμώντας τις αποστάσεις των βακτηριακών κυτταρικών σωμάτων από διαφορετικές επιφάνειες SAM με βάση τα διαφορετικά βάθη διείσδυσης ακουστικών κυμάτων σε κάθε τόνο, παρείχαν μια πιθανή εξήγηση του γιατί τα βακτηριακά κύτταρα προσκολλώνται έντονα σε ορισμένες επιφάνειες και ασθενώς σε άλλες.
Αυτές οι πολύτιμες γνώσεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον εντοπισμό επιφανειών με μεγαλύτερη πιθανότητα μόλυνσης από βιοφίλμ, καθώς και να ανοίξουν το δρόμο για επιφάνειες ανθεκτικές στη μόλυνση. «Η μελέτη μας μπορεί να λειτουργήσει ως πρακτικός οδηγός για τον προσδιορισμό του ποιες επιφάνειες είναι επιρρεπείς σε βακτηριακή ρύπανση καθώς και για το σχεδιασμό στρατηγικών πρόληψης, όπως επιφάνειες ανθεκτικές στα βακτήρια και αντιβιορευματικές επικαλύψεις» είπαν οι ερευνητές.
Για να διαβάσετε την επιστημονική μελέτη πατηστε ΕΔΩ
Πηγή: EurekAlert
