1. Сложно обнаружить.
Обнаружение и идентификация бактерий в состоянии биопленки проблематичны, поскольку защитный экзополисахаридный матрикс (ЭПМ) препятствует механическому переносу бактерий на питательные среды для последующей идентификации. Высока вероятность получить ложноотрицательные результаты микробиологических посевов.
В практике микробиологического контроля, перед тем как проводить смывы, предлагают использовать специальные стерильные ферментные смеси. Они разрушают ЭПМ биопленки и увеличивают доступность микроорганизмов за счет выхода их из-под защитного слоя матрикса. Так выше достоверность результатов смывов с поверхностей, которые исследуют.
2. Сложно разрушить антимикробными препаратами.
Другая проблема, которую обнаружили исследователи, защитный матрикс препятствует проникновению антимикробных препаратов (антибиотиков или дезинфицирующих средств) внутрь биопленки.
Механизмы:
- Матрикс замедляет проникновение биоцидов
- Некоторые микроорганизмы в биопленке снижают метаболическую активность в ответ на антимикробный стресс
- Матрикс в более глубокой области биопленки изменяется и уплотняется, чтобы противостоять уничтожению
- Появляются бактериальные клетки-персистеры в высокой концентрации, которые фенотипически устойчивы к действию антибиотиков и дезинфицирующих средств, поскольку клетки находятся в метаболически неактивном состоянии и активные молекулярные мишени последних у персистеров не выражены
Резистентность и толерантность
Бактерии могут вырабатывать резистентность и толерантность.
Резистентность – это способность микроорганизмов переносить значительно большие концентрации препарата, чем остальные микроорганизмы данного вида, или способность размножаться в присутствии токсических соединений (бактериостатических или бактерицидных антибиотиков или дезинфицирующих средств). Для бактерий приобретение резистентности не единственный способ выживания.
Толерантность подразумевает «замирание» микроорганизма, при котором он не может расти и размножаться, но и не умирает.
Появляются толерантные клетки с измененными характеристиками, такие как клетки-персистеры и некультивируемые формы бактерий (рис. 3). Индукторами образования персистеров и НФ могут быть голодание, непермиссивная температура, воздействие антибактериальных веществ, низкий уровень кислорода, окислительный стресс, рН, неоптимальный солевой состав. Однако персистеры довольно легко реверсируют в активно делящиеся клетки припрекращении воздействия антибактериальных веществ.
Механизм резистентности – это нарушение взаимодействия между антибактериальным агентом и его мишенью, что позволяет микроорганизму размножаться в его присутствии.
Толерантность – отсутствие роста, но сохранение выживаемости в присутствии антибактериального агента. Толерантные микроорганизмы могут быть исходно чувствительны к антибактериальному агенту.
Толерантность – это фенотипическое свойство, оно не наследуется и легко может реверсировать в обычную чувствительность при наступлении благоприятных условий роста. Резистентность генетически наследуется в ряду поколений микроорганизмов или приобретается при горизонтальном переносе генов резистентности (плазмиды, транспозоны).