Facultad de MedicinaMédico Cirujano

Otorrinolaringología

BIOFILMS BACTERIANOS EN AMIGDALITIS CRÓNICA

Desde tiempos inmemoriales los seres humanos se han confrontado repetidamente con el problema primordial de la Ciencia: La necesidad de renovar los axiomas en que se fundamentan el “actuar” derivado del conocimiento teórico. Y es que a veces, la desacertada simplicidad con que se intenta definir un fenómeno se suma a la incapacidad para disipar la ignorancia en torno a este.El resultado es que cuando se les considera eventos aislados y/o contenidos, en lugar de como partes del sistema en el cuál están inmersos interactuando con miles de variables “in vivo” y una multiplicidad inmensa de posibles interrelaciones, se tiene una visión limitada con alta probabilidad de error y que desencadenará incongruencias en el momento de llevar a la práctica tal conocimiento.

En el sentido de este tema, Médicamente se ha considerado el comportamiento de bacterias en estado planctónico como una configuración basal (que difiere de la realidad) y ha sido la principal fuente de la que se ha derivado el estudio de las bacterias que provocan infecciones en el ser humano. Sin embargo, para lograr un entendimiento más cercano a la verdad sobre la fisiopatología de ciertas Enfermedades (en este caso Amigdalitis Crónica) se requiere abarcar una teoría más compleja y profunda, lo que nos derivara a una capacitación superior al momento de enfrentar el problema y que por tanto resultará en mayor probabilidad de éxito al abordarlo; siempre en función del alivio del dolor del paciente. Esta teoría, es la del “Biofilm Bacteriano”

Biofilms Bacterianos

El primero en observarlos fue Antoine van Leeuwenhoek en la placa dentobacteriana, sin embargo han sido estudiados desde hace sólo dos décadas y en 2002 fue Donlan quien realizo la descripción más ampliamente aceptada de estos.

En sí, es el estado de existencia de las bacterias en la Naturaleza más común [99%] desde hace millones de años. Se trata de colonias sésiles que son formadas cuando las bacterias al encontrarse flotando libremente en un medio liquido (estado planctónico) “perciben” una superficie (Sustrato o Interfase) a la que se adhieren irreversiblemente para después proceder a la formación de una superestructura (Matriz de Sust. Poliméricas) mediante señalizaciones bioquímicas, en la cual terminaran encerrándose (hábitat protector). Todo este proceso no constituye más que una evidente estrategia de colonización procariótica que conlleva a un mayor éxito en la supervivencia de la comunidad bacteriana pues las 1) resguarda frente a fluctuaciones del ambiente tales como humedad, temperatura o pH y les 2) proporciona eficacia respecto a la retención de nutrientes y eliminación de desechos.

Composición

Células Bacterianas:o Conforman del 15-20% del volumen o Al interior no se dividen, quizá por alteraciones del fenotipo.

Matriz:o Material Bacteriano

Exopolisacáridos (EPS) Sustancias Polimétricas Extracelulares (SPE)

o Material No Bacteriano Agua, hasta el 97% del volumen. Cristales de Sales Minerales Partículas de Corrosión y/o Sedimentación

Arquitectura

El termino biofilm es en realidad un tanto inadecuado, puesto que no constituyen un depósito superficial de una monocapa continua. Básicamente las bacterias se encuentran incrustadas en una matriz polimérica, amorfa y no sólida, viven en pequeños “torreones” celulares que se extienden en forma tridimensional desde la superficie de adhesión y se agrupan en microcolonias de distintos tipos bacterianos. Estos torreones se encuentran englobados por Exopolisacáridos y están separados entre sí por espacios intersticiales huecos denominados “canales de agua” los cuales permiten el flujo de líquido actuando como un sistema circulatorio primitivo para la distribución de Nutrientes hacia las bacterias ubicadas en zonas profundas y el interior del biofilm. (Son como ciudades de microbios)En el caso de los “Biofilms de Mucosas” estos son modulados por la respuesta inflamatoria del huésped y, además, por proteínas y células del huésped que contribuyen a su composición

Ciclo Vital del Biofilm

1. ADHESIÓN. Una vez que la bacteria percibe una Superficie como substrato adecuado (Abundante Suministro de Nutrientes, Temperatura, pH idóneos) y permisible (Superficie Áspera, Hidrofóbica, Recubierta por films condicionantes, Velocidad de Flujo de Líquido estable, etc.) procede a formar una unión activa vía apéndices como proteínas de superficie, moléculas de adhesión, pili, fimbrias y flagelos. (Estos últimos disminuyen la repulsión)

2. CRECIMIENTO. Una vez adherida, la bacteria comienza a dividirse y las células hijas se extienden alrededor formando una microcolonia (108). Conforme se van expandiendo comienzan a elaborar EPS (alginatos, celulosa, glucosa, galactosa, acetil-glucosamina, etc.…) para construir la matriz del Biofilm y este empieza a desplegarse hasta su configuración terminal, similar a setas*

3. DESPRENDIMIENTO. Una vez que el biofilm ha madurado, algunas células se liberan para colonizar nuevas superficies, por fuerzas externas o mecanismos internos: 1. Erosión o Deslizamiento (remoción continua de pequeñas partes), 2. Separación (remoción rápida y masiva) y 3. Abrasión (liberación por colisión de partículas del líquido circulante)

Sensibilización Quórum

Debido a la necesidad de cerciorarse del contacto “social” las bacterias necesitan comunicarse con señales químicas coordinadas para indicar su presencia, puesto que la eficacia/costo solo es viable para una bacteria cuando hay otras. Estas moléculas les permiten: “sentir” la presencia de microorganismos vecinos, determinar la densidad de la población existente y responder a eventuales condiciones cambiantes. Estos autoinductores son: acil-homoserina-lactonas en Gram (-) y oligopéptidos modificados en Gram (+)

Resistencia Bacteriana

La organización estructural de los Biofilms les otorga resistencia frente a los mecanismos del huésped: son demasiado grandes como para ser fagocitadas y reduce la accesibilidad a opsonización o lisis por complemento por barrera física. Dicho aislamiento del entorno por la matriz reduce también la respuesta de los Linfocitos.

Además, provee resistencia a antibióticos miles de veces superior respecto a la forma planctónica por la que la concentración inhibitoria mínima debe ser aumentada demasiado para lograr una respuesta similar. Se cree que esto se debe por: a) Penetración lenta o incompleta del antibiótico. b) Causas metabólicas: Cese de mitosis, Nichos Anaeróbicos, Cambios de pH alrededor. c) Cambios genéticos: Fenotípicos o por hiperdinamia en el intercambio de plásmidos. d) Formación de esporas: Esta hipótesis plantea la posibilidad de génesis de una subpoblación de bacterias biofilm con un estado fenotípico muy especial y altamente protegido, con una diferenciación símil esporas.

Biofilms Bacterianos y Amigdalitis Crónica

Chole y col, Encontraron Biofilms en el interior de criptas en 11 de 15 amígdalas infectadas crónicamente*Sólo recientemente se considera la participación de estos mecanismos en infecciones otorrinolaringológicas. Así por ejemplo, el problema cardinal que representan las bacterias en estado Biofilm en las infecciones crónicas como Amigdalitis Crónica estriba en: el comportamiento fenotípico de las bacterias, la dificultad para eliminar la colonia por su protección contra la respuesta inmunológica y resistencia a antibióticos. De aquí se infiere el cuadro persistente, recidivante y con mala respuesta a antibióticos. Estrategias terapéuticas futuras incluye medicamentos que inhiban la adhesión alterando la superficie y que destruyan la estructura del biofilm.