Update Billing Account

I Biofilm nella Riproduzione Equina

March 09, 2015

Posted by SBSI in Gestione Della Fattrice

E’stato proposto che un biofilm abbia un ruolo significativo nelle infezioni croniche nel cavallo. E'stato suggerito da più di un decennio che le infezioni uterine croniche resistenti agli antibiotici possono essere dovute alla produzione di un biofilm. Il coinvolgimento di un biofilm nei casi di endometrite batterica non è stato completamente chiarito, ma molti specialisti in riproduzione sospettano che il biofilm svolga un ruolo significativo nelle endometriti infettive. In questo articolo il Dr. Ryan Ferris, un teriogenologo diplomato alla Colorado State University, spiega gli modi di vivere dei batteri, come si forma un biofilm, come si proteggono i batteri e le loro implicazioni sulla riproduzione equina.

Modi di vivere dei batteri

I batteri sono in grado di vivere in due modi diversi, in stato di plancton o di biofilm. I batteri planctonici sono cellule batteriche singole che scorrono liberamente in sospensione. Batteri in questo stile di vita utilizzano sostanze nutritive disponibili per la moltiplicazione. Queste singole cellule sono relativamente sensibili al riconoscimento e la degradazione da parte del sistema immunitario dell'ospite, sensibili alle variazioni ambientali (disidratazione, mancanza di nutrienti, ecc), ed alla sensibilità agli antibiotici. Tuttavia, il modello delle cellule planctoniche non riflette accuratamente la crescita di batteri in natura che sono tipicamente associati ad un biofilm.

Negli ultimi decenni lo stato biofilm è stato considerato la modalità di vita prevalente con ~ 99% della biomassa batterica nel mondo che vive in un biofilm. In ambienti naturali questi biofilm sono invariabilmente una comunità microbica multi specie che ospita batteri che vanno e vengono con uno scopo, condividere il loro materiale genetico a tassi elevati e riempire nicchie distinte all'interno del biofilm stesso.

Come si forma un biofilm

biofilms in Mares_Test Tube Il primo passo nella formazione di un biofilm è la migrazione e l'adesione ad una superficie (foto a destra, biofilm formati in provetta). Questo viene tipicamente eseguito attraverso l'uso di flagelli e pili di tipo IV in E. coli, P. aeruginosa, e K. pneumonia. Strep. equi subsp. zooepidemicus sono non-mobili e si affidano per il movimento a fattori ambientali o dell’ospite. Batteri individuali migreranno (se in grado) fino a quando altri batteri (stessa specie o altra) si incontrano e cominciano a formarsi delle micro-colonie. A questo punto tipi di vita planctonici e biofilm cominciano a divergere, i geni associati con flagelli diminuiscono e i geni associati con la produzione di polisaccaridi aumentano. Questa matrice esopolisaccaridica costituisce l'impalcatura per la comunità biofilm.

I biofilm proteggono i batteri

Clinicamente i biofilm, una volta formatisi, possono causare notevoli difficoltà per i medici per eliminare queste infezioni croniche. I batteri all'interno di un biofilm sono protetti dal sistema immunitario dell'ospite in quanto i globuli bianchi hanno una ridotta capacità di movimento e funzione, e lo spesso strato di esopolisaccaride (EPS) impedisce che gli anticorpi raggiungano i batteri in profondità all'interno del biofilm. Il biofilm protegge i batteri dagli antibiotici fornendo una barriera alla diffusione che diminuisce la quantità di antibiotico che raggiunge le colonie batteriche protette e crea un microambiente che rallenta il metabolismo e quindi il tasso di replicazione dei batteri, il che li rende anche più resistenti agli agenti antimicrobici.

Effetti del biofilm sulla Riproduzione nella cavalla

I fattori congeniti di resistenza agli antimicrobici in biofilm batterici hanno portato a sfide significative nel campo della medicina umana. Si stima che il 65% delle infezioni ospedaliere sono associate a biofilm e che i trattamenti per le infezioni basate su biofilm costano> 1 miliardo di $ all'anno. In medicina equina, abbiamo appena iniziato ad indagare il ruolo dei biofilm nelle infezioni croniche.

Il nostro laboratorio negli ultimi due anni è stato in grado di dimostrare che ~ 80% dei batteri isolati dall'utero equino sono in grado di formare un biofilm in vitro. I batteri isolati dall'utero equino che vivono in uno stato biofilm richiedono concentrazioni di antibiotico ~ 1000x maggiori per uccidere i batteri rispetto a batteri in uno stato fluttuante. Un modo per aumentare l'efficacia del nostro trattamento antibiotico è di degradare il biofilm prima della somministrazione di antibiotici. Un'ampia varietà di composti sono stati suggeriti per degradare il biofilm come tris-EDTA, DMSO, perossido di idrogeno e acetilcisteina. Purtroppo, nessuno è un composto in grado di degradare un biofilm formato da ognuno dei quattro più comuni batteri isolati dall'utero equino (Tabella 1). Per esempio DMSO è stato in grado di degradare un biofilm formato in E. coli e Strep. zooepidemicus ma incapace di influenzare ceppi isolati di P. aeruginosa e K. pneumonia.

Biofilms in Mares_Table 1 Italian In conclusione i biofilm possono svolgere un ruolo nei casi di endometrite cronica batterica. Per il trattamento efficace di una infezione batterica che coinvolge un biofilm è richiesta un'identificazione dell'organismo causale. Una volta che l'agente patogeno è identificato può essere sviluppato un piano di trattamento appropriato che coinvolge agenti in grado di degradare il biofilm e antibiotici per uccidere i batteri. Ulteriore lavoro è in corso per determinare il ruolo dei biofilm nei casi di endometrite batterica. Speriamo che questo lavoro porterà miglioramenti nella diagnostica e nella terapia per le cavalle con endometrite batterica cronica.


Log in to join the conversation.

Please Note - photos used in these news articles are available in the public domain, have been purchased through istockphoto or (when referencing breeders or horses) have been submitted to Select Breeders Services Inc. by the breeding farm or horse owner. Photo credit has been provided where applicable. If at anytime you see something that needs to be addressed please feel free to contact us directly.

Sign up for our Email Newsletter

Just enter your email address below!

Flag it
Clicca sulla Bandiera Italiana per visualizzare gli articoli tradotti in italiano.


Flag es
Haga click en la bandera española para ver los artículos traducidos al español.