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También conocido como
Biofilm bacteriano, biofilm microbiano, biopelícula bacteriana, biopelícula microbiana, tapiz bacteriano, tapete microbiano, capa de limo, película bacteriana, bioadhesivo, ensuciamiento biológico (biofouling), comunidad microbiana adherida a superficies, agregado microbiano, matriz de biofilm, comunidad microbiana sésil
Definición
Un biofilm es una agrupación de células microbianas asociada de forma irreversible a una superficie y englobada en una matriz compuesta principalmente por material polisacárido.1 Esta comunidad estructurada de microorganismos se adhiere a superficies, interfases o entre sí, y está embebida en una matriz de sustancia polimérica extracelular (EPS) producida por ellos mismos.2 Los biofilms pueden formarse en una amplia variedad de superficies, incluidos tejidos vivos, dispositivos médicos permanentes, tuberías de sistemas de agua industrial o potable y sistemas acuáticos naturales.1
La estructura del biofilm proporciona un entorno protector para los microorganismos, alterando sus propiedades fenotípicas y volviéndolos significativamente más resistentes a los agentes antimicrobianos y a las defensas inmunitarias del huésped en comparación con sus homólogos planctónicos (en suspensión libre).3 Esta resistencia puede ser de 500 a 5000 veces mayor que la de las bacterias que flotan libremente.4 En la matriz del biofilm también pueden encontrarse materiales no celulares, como cristales minerales, partículas de corrosión, partículas de arcilla o limo o componentes sanguíneos, según el entorno en el que se haya desarrollado el biofilm.1
La formación de biofilms tiene lugar a través de múltiples etapas: adhesión inicial de las células bacterianas a una superficie, formación de microcolonias, maduración de la arquitectura del biofilm y dispersión de las células a partir del biofilm.5 La comunicación intercelular, conocida como detección de quórum (quorum sensing), desempeña un papel crucial en la coordinación del desarrollo y la función del biofilm.6
Contexto clínico
Los biofilms tienen una relevancia clínica significativa debido a su papel en diversas enfermedades infecciosas y a su importancia en las infecciones asociadas a dispositivos médicos.1 En el ámbito sanitario, los biofilms pueden formarse en dispositivos médicos implantados, como catéteres, prótesis articulares, válvulas cardíacas e implantes de pene, dando lugar a infecciones difíciles de tratar.3 Según los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), los biofilms son responsables de hasta el 80 % de las infecciones microbianas en humanos, incluidas la meningitis, la endocarditis, la fibrosis quística, la periodontitis, la osteomielitis, las heridas crónicas no cicatrizantes y las infecciones relacionadas con dispositivos protésicos e implantables.4
La importancia clínica de los biofilms se deriva de varias características clave:
- Mayor resistencia a los antimicrobianos: las bacterias contenidas en los biofilms pueden ser hasta 1000 veces más resistentes a los antibióticos que sus homólogas planctónicas, lo que hace que las infecciones asociadas a biofilms sean extremadamente difíciles de erradicar únicamente con la terapia antimicrobiana convencional.5
- Infecciones asociadas a dispositivos: los biofilms en dispositivos médicos implantados constituyen una causa importante de infecciones asociadas a la atención sanitaria (IAAS), que provocan aumentos significativos en la mortalidad, la morbilidad y los costes sanitarios.3 Aproximadamente el 50-70 % de las infecciones asociadas a la atención sanitaria pueden atribuirse a dispositivos médicos permanentes.7
- Infecciones crónicas y recurrentes: los biofilms contribuyen a la persistencia y recurrencia de las infecciones al proporcionar un entorno protector para las bacterias, lo que les permite evadir las respuestas inmunitarias del huésped y los tratamientos antimicrobianos.6
- Dificultades diagnósticas: las infecciones por biofilms a menudo son difíciles de diagnosticar mediante métodos de cultivo convencionales, ya que las bacterias presentes en los biofilms pueden no detectarse en las muestras clínicas estándar.2
- Complejidad del tratamiento: el abordaje de las infecciones asociadas a biofilms suele requerir un enfoque multifacético, que a menudo implica la extracción quirúrgica de los dispositivos infectados, el desbridamiento del tejido infectado y un tratamiento antimicrobiano prolongado.5
Los escenarios clínicos específicos en los que los biofilms desempeñan un papel crucial incluyen:
- Fibrosis quística, donde los biofilms formados por Pseudomonas aeruginosa contribuyen a infecciones pulmonares crónicas
- Endocarditis de válvula nativa, donde se forman biofilms en las válvulas cardíacas
- Otitis media (infecciones del oído medio), en particular los casos recurrentes
- Periodontitis, donde los biofilms de la placa dental conducen a la enfermedad periodontal
- Prostatitis crónica, donde los biofilms contribuyen a la infección persistente
- Infecciones del tracto urinario asociadas a catéter
- Bacteriemias asociadas a vías centrales
- Infecciones de prótesis articulares
- Infecciones de prótesis de pene, que pueden provocar el fallo del dispositivo y la necesidad de cirugía de revisión8
El manejo de las infecciones asociadas a biofilms a menudo requiere una combinación de abordajes, que incluyen:
- Retirada o sustitución de los dispositivos infectados cuando sea posible
- Desbridamiento quirúrgico del tejido infectado
- Tratamiento antimicrobiano prolongado y a dosis elevadas, a menudo con combinaciones de antibióticos
- Uso de agentes o estrategias contra biofilms para alterar la estructura de la biopelícula
- Estrategias de prevención, como recubrimientos antimicrobianos en dispositivos médicos9
Comprender la formación de biofilms y desarrollar estrategias eficaces para prevenir y tratar las infecciones asociadas a ellos sigue siendo un desafío importante en la práctica clínica y un área activa de investigación.6