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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
Una biopelícula (biofilm) es un conjunto de células microbianas asociado de forma irreversible a una superficie y envuelto en una matriz compuesta principalmente por material polisacárido.1 Esta comunidad estructurada de microorganismos se adhiere a superficies, interfases o a sí misma, y está embebida en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares (EPS) producida por los propios microorganismos.2 Las biopelículas pueden formarse sobre una gran variedad de superficies, como tejidos vivos, dispositivos médicos permanentes, tuberías de sistemas de agua industriales o de agua potable y sistemas acuáticos naturales.1
La estructura de la biopelícula proporciona un entorno protector a los microorganismos, que altera sus propiedades fenotípicas y los hace significativamente más resistentes a los agentes antimicrobianos y a las defensas inmunitarias del huésped que sus equivalentes planctónicos (en suspensión libre).3 Esta resistencia puede ser muchas veces mayor que la de las bacterias en suspensión libre.4 En la matriz de la biopelícula 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 la biopelícula.1
La formación de biopelículas se produce en varias fases: adhesión inicial de las células bacterianas a una superficie, formación de microcolonias, maduración de la arquitectura de la biopelícula y dispersión de células desde la biopelícula.5 La comunicación intercelular, conocida como detección de quórum (quorum sensing), desempeña un papel crucial en la coordinación del desarrollo y la función de la biopelícula.6
Contexto clínico
Las biopelículas tienen una relevancia clínica significativa por su papel en diversas enfermedades infecciosas y por su importancia en las infecciones asociadas a dispositivos.1 En el ámbito sanitario, las biopelículas pueden formarse sobre dispositivos médicos implantados, como catéteres, prótesis articulares, válvulas cardíacas e implantes de pene, y provocar infecciones difíciles de tratar.3 Según los National Institutes of Health, las biopelículas son responsables de hasta el 80% de las infecciones microbianas en el ser humano, entre ellas meningitis, endocarditis, fibrosis quística, periodontitis, osteomielitis, heridas crónicas que no cicatrizan e infecciones relacionadas con prótesis y dispositivos implantables.4
La importancia clínica de las biopelículas se deriva de varias características clave:
- Mayor resistencia antimicrobiana: las bacterias de las biopelículas pueden ser hasta 1000 veces más resistentes a los antibióticos que sus equivalentes planctónicos, lo que hace que las infecciones asociadas a biopelículas sean extremadamente difíciles de erradicar únicamente con el tratamiento antimicrobiano convencional.5
- Infecciones asociadas a dispositivos: las biopelículas en dispositivos médicos implantados son una causa importante de infecciones relacionadas con la asistencia sanitaria (IRAS), que conllevan aumentos significativos de la mortalidad, la morbilidad y los costes sanitarios.3 Aproximadamente el 50-70% de las infecciones relacionadas con la asistencia sanitaria pueden atribuirse a dispositivos médicos permanentes.7
- Infecciones crónicas y recurrentes: las biopelículas contribuyen a la persistencia y la recurrencia de las infecciones al proporcionar a las bacterias un entorno protector que les permite eludir las respuestas inmunitarias del huésped y los tratamientos antimicrobianos.6
- Dificultades diagnósticas: las infecciones por biopelículas suelen ser difíciles de diagnosticar mediante los métodos de cultivo convencionales, ya que es posible que las bacterias de las biopelículas no se detecten en las muestras clínicas estándar.2
- Complejidad del tratamiento: el tratamiento de las infecciones asociadas a biopelículas suele requerir un enfoque multifacético, que a menudo incluye la retirada quirúrgica de los dispositivos infectados, el desbridamiento del tejido infectado y un tratamiento antimicrobiano prolongado.5
Entre los escenarios clínicos específicos en los que las biopelículas desempeñan un papel crucial se incluyen:
- Fibrosis quística, en la que las biopelículas formadas por Pseudomonas aeruginosa contribuyen a las infecciones pulmonares crónicas
- Endocarditis sobre válvula nativa, en la que se forman biopelículas sobre las válvulas cardíacas
- Otitis media (infecciones del oído medio), en particular los casos recurrentes
- Periodontitis, en la que las biopelículas de la placa dental provocan enfermedad de las encías
- Prostatitis crónica, en la que las biopelículas contribuyen a la persistencia de la infección
- Infecciones del tracto urinario asociadas a sonda
- Bacteriemias asociadas a catéter venoso central
- Infecciones de prótesis articulares
- Infecciones de prótesis de pene, que pueden provocar el fallo del dispositivo y la necesidad de una cirugía de revisión8
El tratamiento de las infecciones asociadas a biopelículas suele requerir una combinación de enfoques, entre ellos:
- Retirada o sustitución de los dispositivos infectados cuando sea posible
- Desbridamiento quirúrgico del tejido infectado
- Tratamiento antimicrobiano prolongado y a dosis altas, a menudo con combinaciones de antibióticos
- Uso de agentes o estrategias antibiopelícula para desestructurar la biopelícula
- Estrategias de prevención, como los recubrimientos antimicrobianos de los dispositivos médicos9
Comprender la formación de las biopelículas y desarrollar estrategias eficaces para prevenir y tratar las infecciones asociadas a ellas sigue siendo un reto importante en la práctica clínica y un área de investigación activa.6