منابع مقاله با موضوع بیوفیلم، باکتری، تشکیل

ناشناخته(45)، پروتئین های خارج سلولی(77)، ادهسین ها یا پلی ساکاریدهای کپسولی(57) و سایر فاکتور های ناشناخته دیگر می باشند. این فاکتور ها سبب اتصال باکتری ها به سطح شده و سپس تجمع باکتری ها در روی سطح صورت گرفته و پلی ساکارید خارج سلولی تولید و در نهایت بیوفیلم تشکیل می شود. علاوه بر این موارد اطلاعات کمی در مورد چگونگی تنظیم تشکیل بیوفیلم g+ ها و سیگنال های القاء کننده تشکیل بیوفیلم وجود دارد. گزارش شده که بعضی از فاکتور های اتصالی ناشناخته(45) مثل ادهسین های پلی ساکاریدی بین سلولی(57) در تشکیل بیوفیلم نقش دارند. در باکتری های g+ سیگنال های مولکولی مثل هموسرین لاکتون ها وجود ندارند. اما پپتید های هیدروفوب (70) که منجر به تغیر بیان ژن می شوند، نقش مهمی در تشکیل بیوفیلم g+ ها دارند.
Roques و همکاران(70) گزارش کردند که تشکیل بیوفیلم استافیلوکوکوس آرئوس بسیار متفاوت از سودوموناس آئروژینوزا می باشد. زیرا این باکتری در بیوفیلم خود میکروکلنی هایی تشکیل می دهد که با وجود عدم فشردگی ساختمان، مقاومت بالایی به ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیته دارند. آن ها نشان دادند که هیدروفوبیسیتی سلول های این باکتری در بیوفیلم نسبت به سلول های پلانکتونیک کاهش یافته است و احتمالا” این کاهش دلیلی بر تغییرات خاص درون سلول می باشد. در تحقیق ما، باکتری میکروکوکوس لوتئوس نیز همانند استافیلوکوکوس آرئوس در ساختمان بیوفیلم خود، تشکیل یک ساختار بسیار خاص و ویژه می دهد که این ساختار تا به حال توسط هیچ محقق دیگری گزارش نشده است و جدید می باشد. همچنین کاهش هیدروفوبیسیتی سطح سلول های این باکتری در بیوفیلم(38%) نسبت به سلول های پلانکتونیک(66%) نیز بیانگر تغییرات فیزیولوژیکی و فنوتیپی در سلول های بیوفیلم این باکتری می باشد.
آنچه که در مورد مراحل تشکیل بیوفیلم میکروکوکوس لوتئوس در این تحقیق توجه را جلب می کند، عدم حرکت این باکتری، تشکیل ساختار های مشبک اولیه (شکل 3-1)، گسترش این ساختار های تور مانند (شکل3-2) و در نهایت ساختار بسیار اختصاصی و ویژهء این باکتری در بررسی های میکروسکوپ الکترونی (شکل 3-10) می باشد. با توجه به این موارد می توان بیان کرد که بعد از اتصال به سطح، این باکتری از طریق مکانیسم دوم یعنی تقسیم دوتایی سلول های متصل به سطح تشکیل یک اجتماع خاص و منظم از سلول ها را می دهد. این ساختار ها به تعداد زیاد در سطح مورد اتصال تشکیل می شوند( شکل 3-9) و سپس انشعابات آن ها گسترش پیدا کرده و این انشعابات در نهایت به هم متصل می شوند(شکل 3-1). این ساختار های اولیه توانایی جذب سلول ها را از فضای اطراف و محیط مایع را دارند (مکانیسم سوم تشکیل بیوفیلم) و در نهایت سبب تشکیل بیوفیلم بالغ می شوند که در شکل(3-4) مشاهده می شود. دلیل قانع کننده برای این گفته ها با بررسی شکل های(3-5 و 3-12) مشخص می شود. با توجه به شکل (3-12) براحتی می توان حدس زد که این ساختار به نیروی فشار آب حساس است و در اثر این نیرو از هم باز می شود. شکل(3-5) این ساختار باز شده را نشان می دهد که تحت فشار آب قرار گرفته است. همانطور که در این شکل مشخص است این ساختار ها از هم جدا شده اند ولی جدایی کامل آن ها از بیوفیلم صورت نگرفته است. زیـرا توسـط رشته هایـی به شکـل دانه ی تسبیح به همدیگر متصل باقی مانده اند. دانه های این رشته، همان سلول های باکتری و خود رشته، به احتمال زیاد پلی ساکارید خارج سلولی می باشد. همچنین مشاهده حالت ها و شکل های منظم ایجاد شده از این رشته ها و سلول ها، بیانگر وجود یک سیستم خاص و ویژه برای تشکیل بیوفیلم این باکتری می باشد.
4-7- بررسی رشد سلول ها درون بیوفیلم
تفاوت بین بیوفیلم های ضخیم و نازک و مقاومت آن ها به عوامل ضد میکروبی گزارش شده است. نفوذ و عبور از یک بیوفیلم نازک (تراکم سلول ها در حدود 3.5 Log cfu/cm2 ) توسط بیوساید H2O2 مورد بررسی قرار گرفته است(15). در مقابل، بیوفیلم های ضخیم (تراکم سلول ها در حدود 7.6 Log cfu/cm2 ) همانند یک مرز و سد در مقابل نفوذ H2O2 عمل می کنند. همچنین پلی ساکارید های خارج سلولی مثل آلژینات فوائد زیادی برای باکتری های درون بیوفیلم دارند. از جمله این موارد می توان به افزایش مقاومت باکتری ها به عوامل ضد میکروبی از طریق جلوگیری از ورود آن ها به بیوفیلم و یا غیر فعال کردن آن ها اشاره کرد(6، 7). این پلی ساکارید ها نیز می توانند از خشک شدن بیوفیلم88 جلوگیری کنند. زیرا آن ها می توانند چندین برابر حجم خود آب جذب کنند(66، 69). این پلی ساکارید ها نیز مانند سیمان، سلول های باکتری درون بیوفیلم را احاطه می کنند و از جدا شدن این سلول ها و گسسته شدن بیوفیلم جلوگیری می کنند. همچنین تراکم سلول های نزدیک به هم در بیوفیلم بسیار بالا است و سلول های درون بیوفیلم به دلیل این ارتباط نزدیک تحت تاثیر ارتباطات سلول- سلول قرار دارند. در این میان نقش مولکول های القاء کننده مشخص شده است. این مولکول ها در هنگامی که تعداد باکتری های درون بیوفیلم افزایش می یابد، تولید می شوند. این مولکول ها به نوبه خود تغییرات اساسی را در سلول ها سبب می شوند. تمام مواردی که در بالا ذکر شد در شکل های(7-3 و 8-3) که به ترتیب مربوط به اسینتوباکتر PTC2 و اسینتوباکترPTC3 می باشند به خوبی دیده می شوند. همانطور که مشاهده می شود تراکم سلول ها در این بیوفیلم ها بسیار بالا می باشد. این سلول ها بصورت فشرده در کنار هم قرار گرفته اند و در برابر حذف توسط عوامل ضد میکروبی مقاومت نشان می دهند. این مورد نیز توسط تست میکروپلیت به اثبات رسیده است.
4-8- بحث و بررسی در مورد تعیین پتانسیل حذف بیوفیلم و کشتن سلول های درون بیوفیلم توسط بیوساید ها
گزارشات زیادی مبنی بر اینکه ماتریکس پلی ساکاریدی بیوفیلم یک مرز و سد موثر در برابر نفوذ بیوساید ها و آنتی بیوتیک های کاتیونیک ایجاد می کند وجود دارد. مشخص شده است که محدودیت انتشار در کاهش میزان انتقال عوامل ضد میکروبی به داخل بیوفیلم موثر می باشد. زیرا عوامل ضد میکروبی به ماتریکس پلی ساکاریدی متصل شده و در نتیجه به سلول های درون بیوفیلم دسترسی پیدا نمی کنند. ولی این مورد تنها نقش دفاعی بیوفیلم نیست. مورد دیگر تفاوت در تراکم باکتری های درون بیوفیلم می باشد. که این مورد خود نیز بیانگر شیب مواد غذایی و اکسیژن موجود در ساختار بیوفیلم می باشد. به این صورت که باکتری های موجود در سطح بیوفیلم نسبت به باکتری هایی که در اعماق بیوفیلم قرار گرفته اند دسترسی بهتری به مواد غذایی و اکسیژن دارند. تفاوت در میزان این دو در درون بیوفیلم سبب تفاوت در فعالیت متابولیکی باکتری ها می شود. به این مورد ناهمگونی89 در بیوفیلم می گویند. به دلیل اینکه هدف اکثر آنتی بیوتیک ها سلول های فعال از نظر متابولیکی می باشد، گمان می رود که ناهمگونی در فعالیت متابولیکی سلول های بیوفیلم، سبب تفاوت در حساسیت به عوامل ضدمیکروبی می باشد. همچنین پیشنهاد شده است که رشد پایین یا عدم رشد باکتری ها در بیوفیلم سبب حساسیت پایین بیوفیلم به عوامل ضد میکروبی می باشد(50، 82). De Beer و همکاران (8) وجود شیب غلظتی کلرین در بیوفیلم مخلوط سودوموناس آئروژینوزا و کلبسیلا پنومونیه را گزارش کردند. مشاهدات نشان داد که غلظت کلرین موجود در بیوفیلم 20% از غلظت موجود در محیط اطراف بیوفیلم می باشد. همچنین Huang و همکاران (44) الگوی فضایی فعالییت فیزیولوژیکی این بیوفیلم را در طول ضدعفونی توسط منوکلروآمین مورد بررسی قرار دادند و یک شیب از فعالیت تنفسی متناسب با انتقال کلرین به داخل بیوفیلم گزارش کردند. Suci و همکاران (84) با استفاده از اسپکترومتر مادون قرمز انتقال آنتی بیوتیک سیپروفلوکسازین به بیوفیلم سودوموناس آئروژینوزا را مورد بررسی قرار دادند و مشاهده کردند که در فضای مابین بیوفیلم و سطح اتصال هیچ آنتی بیوتیکی وجود ندارد. این مورد بیانگر اتصال آنتی بیوتیک به پلی ساکارید خارج سلولی می باشد. می توان گفت که کلرین نسبت به مواد آلی و غیر آلی حساس می باشد(93). بنابراین تولید پلی ساکارید توسط باکتری های درون بیوفیلم می تواند تا حدی فعالیت کلرین را تحت تاثیر قرار بدهد(74).
Norwood و همکاران(61) نیز در سال 2000 سدیم هیپوکلریت را در غلظت های 200، 500 و ppm 1000 روی بیوفیلم اثر دادند و در غلظت ppm 1000 یک اثر حذفی بالا را روی بیوفیلم مشاهده کردند. همچنین در محیط کشت سلول های پلانکتونیک با کاربرد ppm 10 از سدیم هیپوکلریت به مدت30 ثانیه موفق به کشتن 100% از سلول های پلانکتونیک شدند. Stewart و همکاران(82) در سال 2003 سدیم هیپوکلریت را در غلظت های 1، 10، 100 و ppm 1000 روی بیوفیلم سودوموناس آئروژینوزا و استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس بررسی کردند. آن ها مشاهده کردند که در غلظت های 1 تا ppm 1000 نزدیک به 38 تا 45% از بیوفیلم سودوموناس حذف شده است. ولی در مورد استافیلوکوکوس، غلظت های 1 و ppm 10 اثر حذفی نداشتند. ولی در دو غلظت بالاتر اثر حذفی بیوساید به ترتیب به 41 و 92% می رسد. اثر کشندگی این بیوساید روی بیوفیلم سودوموناس در غلظت های 1 تا ppm 1000 بین 39 تا 94% گزارش شد. در حالی که این اثر روی بیوفیلم استافیلوکوکوس بین 7 تا 100% می باشد.
Costerton و همکاران(20) در سال 1981 مقاومت بیوفیلم سراشیا به ایزوتیازولون و ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیته را بررسی کردند. همچنین Stewart و همکاران در سال 2003 اثر ADBAC را در غلظت ppm 500 روی روی بیوفیلم دو باکتری سودوموناس و استافیلوکوکوس بررسی کردند. اثر حذفی و کشندگی این بیوساید در این غلظت و روی بیوفیلم سودوموناس به ترتیب برابر با 88 و 68% می باشد. و این اثر روی بیوفیلم استافیلوکوکوس به ترتیب 42 و 72% می باشد. همچنین این دانشمندان اثر هیدروژن پراکساید را در غلظت ppm 1700 روی بیوفیلم این دو باکتری مورد بررسی قرار دادند. اثر حذفی و کشندگی این بیوساید روی بیوفیلم سودوموناس به ترتیب 38 و 55% و روی بیوفیلم استافیلوکوکوس به ترتیب 53 و 64% می باشد(82). همچنین باید ذکر شود که تا به حال اثر سولفاتیازول و گلوتارآلدهید روی بیوفیلم باکتری ها از طریق روش میکروپلیت مورد بررسی قرار نگرفته است. با مقایسه این نتایج با نتایج تحقیق انجام شده مشخص می شود که بیوفیلم باکتری ها نسبت به عوامل ضد میکروبی پاسخ های متفاوت می دهد. همچنین باید ذکر شود که در این تحقیق بیوساید هایی استفاده شده، با غلظت های متفاوت روی بیوفیلم باکتری ها مورد بررسی قرار گرفت. این در حالی است که در اکثر تحقیقات انجام شده تنها از یک غلظت این بیوساید ها استفاده شده است. می توان گفت که در این تحقیق بیوساید های مورد استفاده هم از نظر نوع و هم از نظر غلظت دارای تنوع می باشند. همچنین سویه های باکتری مورد استفاده در این تحقیق از محیط جداسازی شدند. این در حالی است که در اکثر تحقیقات انجام شده از دو سویه سودوموناس آئروژینوزا و استافیلوکوکوس ارئوس استفاده شده است.
تحقیقات نشان داده است که مواد آلی جذب گلیکوکالیکس می شوند. بعضی از این مواد آلی باید به داخل بیوفیلم و سلول های آن راه یابند تا بتوانند از رشد سلول های بیوفیلم جلوگیری کنند. بیوساید های غیر اکسید کننده مولکول های کوچکی هستند که از گلیکوکالیکس به خاطر اندازه کوچک خود عبور می کنند و به سلول های بیوفیلم می رسند. با این وجود سلول ها به این مواد مقاومت نشان می دهند. این مورد بیان می کند که مقاومت به بیوساید های غیر اکسید کننده در ارتباط با تغییر در خصوصیات سطحی سلول های درون بیوفیلم و تغییرات فیزیولوژیکی می باشد(38). مشخص شده است که هیدروفوبیسیتی سطح سلول های مقاوم به ترکیبات

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *