Role biofilmů v SSI

1. června 2010, Londýn
(3. webinář z cyklu Healthy DiscuSSIon)

Seminář vedl:
prof. David J. Leaper, hostující profesor Cardiff University a Imperial College London, Velká Británie

Diskutující:
dr. Andrew McBain, University of Manchester, Velká Británie;
dr. Nils-Olaf Hübner, Institut hygieny a cestovní medicíny Ernst Moritz Arndt Universität Greifswald, SRN

_______________________________________________________________________________________________________________

Biofilm je způsobem života mikroorganismů i původcem infekce, poskytuje podmínky pro vznik rezistentních patogenních mikrobiálních kmenů a jejich šíření jak v těle postiženého pacienta, tak do jeho okolí. Infekce způsobené rezistentními kmeny vyžadují léčbu vyhrazenými drahými antibiotiky a doba hospitalizace se prodlužuje.

Výsledkem je zvyšující se morbidita a stoupající náklady na léčbu infekcí spojených s poskytováním zdravotní péče. Jak z tohoto bludného kruhu ven? Odpověď na tuto otázku hledali účastníci třetího webináře z cyklu Healthy DiscuSSIon přenášeného z Londýna.

Co je biofilm?

Tak zněla jen zdánlivě triviální otázka, již prof. Leaper položil dr. McBainovi. Biofilm je totiž složitou heterogenní strukturou, která představuje vyšší a složitější způsob života mikrobů, jde tedy o jakousi analogii k tkáni vyšších organismů.

Mikroorganismy žijící v biofilmu produkují matrix (obdobu mezibuněčné hmoty) a svými vlastnostmi se zásadně liší od volně se vznášejících buněk (tzv. planktonických); především jsou vysoce odolné vůči zevním vlivům. Vykazují totiž účinnou homeostázu, prvky primitivního oběhového systému, rysy buněčné kooperace a specializace a vysoký způsob ochrany před antimikrobiálními látkami.

Jak biofilm vzniká?

Planktonické mikroorganismy, které plují v tělních tekutinách, kolonizují povrchy implantovaného materiálu. Ve velmi krátké době po uchycení dochází ke změně jejich fenotypu, tedy vlastností i chování; jsou aktivovány geny, podle nichž je zahájena produkce polysacharidů (především glykokalixu), které následně tvoří slizovitou matrix sloužící jako ochranná kapsula. Ta brání průniku antibakteriálních látek do biofilmu.

Nedostatečná koncentrace antibiotika uvnitř biofilmu je základem vzniku rezistence mikroorganismů. Z biofilmu se uvolňují bakterie do okolí, jsou roznášeny tělními tekutinami do organismu a mohou dát základ vzniku dalších ložisek biofilmu. Mohou být počátkem šíření infekce i sepse.

Lepší je vzniku biofilmu předcházet, než pak složitě a draze léčit jeho důsledky. Biofilm lze totiž jen velmi obtížně terapeuticky ovlivnit a prozatím nejsou ani vypracovány spolehlivé diagnostické metody, zejména pokrývá-li biofilm například kloubní nebo cévní protézy.

U implantovaných materiálů lze biofilm prokázat až po reimplantaci na povrchu vyjmutých implantátů - tedy ex post. Biofilm lze ultramikroskopicky prokázat v ranách - jak akutních, tak chronických. U akutních ran je v diagnostice na prvním místě přítomnost charakteristických zánětlivých změn, které svědčí pro přítomnost infekce.

Antiseptika rezistenci neindukují

Oproti relativně novým antibiotikům mají antiseptika historii čítající několik tisíciletí, avšak rezistence na antiseptika doposud nebyla zaznamenána, podotkl dr. Hübner. Antiseptika nezasahují jeden subtilní farmakologický cíl jako antibiotika, ale působí na mnoha místech - narušují buněčné i nitrobuněčné membrány, denaturují bílkoviny a lipoproteiny, omezují buněčný metabolismus. Buňku zkrátka komplexně zničí.

Všechna antiseptika nepůsobí na každý patogenní kmen, avšak důvodem není rezistence, ale mechanismus působení. Mnohdy jde o otázku koncentrace. Proto byl zaveden index biokompatibility (BI), který funguje jako kritérium pro výběr vhodného antiseptika. BI vyjadřuje poměr mezi účinností antiseptika pro určitý bakteriální kmen a toxicitou pro lidské buňky. Některá antiseptika, například polyhexanid, podporují růst humánních buněk, a tudíž urychlují hojení rány.

Prevence na prvním místě

Řešením může být i správná antibiotická profylaxe (před chirurgickým výkonem), která sníží množství patogenů v místě chirurgického výkonu. Jako velice schůdné a ekonomicky přijatelné řešení se jeví užívání impregnovaných nebo potažených materiálů.

Na tom se shodli všichni tři účastníci diskuse. Např. triclosan obsažený v materiálech Vicryl Plus prokázal in vitro i in vivo dostatečnou účinnost proti vzniku biofilmu z nejběžnějších patogenů, jež způsobují infekci v místě chirurgického výkonu. Jeho účinnost byla ověřena studiemi in vitro, na zvířecím modelu i in vivo v humánní medicíně.

Závěrem prof. Leaper shrnul, že poznatky o významu biofilmu jsou pro současnou medicínu výzvou k novému holistickému přístupu k managementu infekcí, zejména v chirurgii. Svou roli zde má jak stabilizace celkového stavu pacienta, tak příprava operačního pole, správná antibiotická praxe a především volba správných antiseptik včetně antiseptiky impregnovaných či antiseptiky potažených materiálů.

---

Přijďte se podívat

Do konce roku 2010 proběhnou ještě následující webináře z cyklu Healthy DiscuSSIon:
Mezinárodní pravidla kontroly infekcí (18. října 2010)
O mezinárodních pravidlech pro prevenci a kontrolu infekcí a SSI
Martin Kiernan, Charles Edminston
Minimalizace rizikových faktorů (6. prosince 2010)
Pacient a vnější rizikové faktory pro vznik SSI a strategie pro jejich minimalizaci
Metin Cakmakci, Jacqui Reilly

Zdroj: Medical Tribune