الأغشية الحيوية هي مجتمعات ميكروبية عالية التنظيم تظهر مقاومة متزايدة للعوامل المضادة للميكروبات والدفاعات المضيفة (على سبيل المثال ، النظام المتمم ، والببتيدات المضادة للميكروبات ، والبلعمة).
لديهم بنية معقدة للغاية وغير متجانسة ، تتكون من نوع واحد أو أكثرمن البكتيريا المغلفة في مصفوفة خارج الخلية مصنوعة من البروتينات والكربوهيدرات والمواد الوراثية المشتقة من البكتيريا نفسها ، وكذلك من المضيف ، وتعمل كخزان للكائنات الحية الدقيقة خلال الاستعمار المضيف وأيضا عن طريق الالتصاق بالأسطح اللاأحيائية ، وبالتالي المساهمة في التسبب في أنواع لا حصر لها من البكتيريا , فالبكتيريا الموجودة في الغشاء الحيوي الرقيق محمية من الاستجابات المناعية والمضادات الحيوية.
وتشير التقديرات إلى أن 65-80 ٪ من جميع الالتهابات البكتيرية مرتبطة بالأغشية الحيوية إما مباشرة أو عن طريق العمل كخزان يمكن للكائنات الحية الخبيثة أن تزرع منه داخل المضيف ، تتشكل معظم الأغشية الحيوية من أكثر من نوع بكتيري واحد.
البكتيريا الأكثر شيوعا في المجتمعات المختلطة مع الكليبسيلا الرئوية هي
Pseudomonas aeruginosa) و Pseudomonas protegens)
الكليبسيلا الرئوية
هي بكتيريا سالبة الجرام معروفة بقدرتها على تكوين الأغشية الحيوية ، وهي مجتمعات بكتيرية معقدة مغلفة بمصفوفة من الكربوهيدرات والمواد الوراثية.
تكوين الأغشية الحيوية هو سمة ضراوة حاسمة للكلبسيلا الرئوية ويرتبط بمقاومة المضادات الحيوية والقدرة على التسبب في عدوى مختلفة.
يتم حماية البكتيريا الموجودة في الأغشية الحيوية من الاستجابات المناعية والمضادات الحيوية ، مما يجعل من الصعب القضاء على العدوى.
تعد القدرة على تكوين الأغشية الحيوية عاملا مهما في التسبب في الأمراض المرتبطة بالكليبسيلا الرئوية ، ويقدر أن نسبة كبيرة من عزلات الكليبسيلا الرئوية قادرة على تكوين الأغشية الحيوية ، مما يساهم في ضراوتها ومقاومتها للأدوية.
يتم تنظيم تكوين الأغشية الحيوية في الكليبسيلا الرئوية بواسطة عوامل مختلفة ، منها النوع الثالث من fimbriae وبروتين ال Mrk ، والتي يتم ترميزها بواسطة جينات محددة. تلعب هذه العوامل دورا في ارتباط البكتيريا بالأسطح وتكوين الأغشية الحيوية.
تصنف سلالات الكليبسيلا الرئوية عادة على أنها انتهازية أو مفرطة الضراوة ( hyKp ) أو مقاومة للأدوية المتعددة ( MDR) في حين أن الكليبسيلا الرئوية الكلاسيكية (cKp) تتكون من سلالات انتهازية ترتبط في كثير من الأحيان بعدوى المستشفيات.
ويشكل الانتشار السريع لسلالات الكليبسيلا الرئوية المقاومة للأدوية المتعددة تهديدا صحيا عالميا كبيرا لأن هذه السلالات مسؤولة عن عدد كبير من حالات العدوى في المستشفيات ذات المراضة والوفيات المرتفعة.
الكليبسيلا الرئوية ذات الأغشية الحيوية المختلطة
أجريت العديد من الأبحاث لفهم التفاعل مع الكائنات الأخرى ذات الصلة. الكليبسيلا الرئوية و P. aeruginosa ، وهما كائنان غالبا ما يتعايشان في البيئة وربما أيضا في الجهاز الهضمي ، يتآزران لتشكيل الأغشية الحيوية ذات الهياكل المتميزة عن الأغشية الحيوية الأحادية الخاصة بكل منهما.
تظهر الأغشية الحيوية المختلطة لهذين الكائنين أيضا مقاومة متزايدة للمضادات الحيوية ، مثل توبراميسين ، فضلا عن مقاومة معالجة المنظفات
تكوين الأغشية الحيوية وانتشارها
تتضمن عملية تكوين الأغشية الحيوية العديد من العمليات منسقة الأحداث ، بدءا من التعلق بسطح الاستعمار ، والاستمرار في إنتاج المستعمرات الدقيقة ، نضوج الأغشية الحيوي والمزيد من التنظيم وأخيرا انفصال الخلايا العوالق التي يمكن أن تنتشر وتستعمر أو تصيب المواقع القريبة أو في المواقع البعيدة.
بعد الالتصاق ، تتكاثر البكتيريا ، وتولد مستعمرات صغيرة محاطة بخلايا خارج الخلية ذاتية الإنتاج مادة بوليميرية (EPS) ، بما في ذلك السكريات والبروتينات ، الأحماض النووية والليبيدات ، والتي لا تزال تفرز في جميع أنحاء مرحلة النضج ، وتوفير ثلاثية الأبعاد سمة من سمات الأغشية الحيوية.
في معظم الحالات ، استعمار الأسطح المضيفة تؤدي أيضا إلى دمج العوامل المضيفة والجزيئات من الميكروبات الأخرى في البكتيريا المقيمة ، بما في ذلك البروتينات والحمض النووي خارج الخلية التي تستخدم كسقالة وأكثر من ذلك يساهم في هيكل الأغشية الحيوية ثلاثي الأبعاد.
الفراغات تمتلئ بشكل أساسي بالماء ، وتعمل كنظام تصريف من النفايات وأيضا بمثابة قنوات لاكتساب المغذيات والتوزيع بين المجتمعات الصغيرة.
تتضمن خطوة التشتت تغيرات النمط الظاهري في جزء من المجتمع البكتيري ، الذي ينفصل عن الهيكل و
يصبح عوالق. المجتمعات الميكروبية تنظم بشكل إيجابي التعبير عن البروتينات المتعلقة بهياكل الحركة
مثل السوط وإنتاج إنزيمات انحلالية مختلفة المساهمة في انفصال السطح ، استجابة للإشارات الواردة من
البيئة ، مثل الإجهاد الميكانيكي ، توافر المغذيات ، تغيرات درجة الحرارة ، ووجود ATP خارج الخلية
وغيرها من الأنماط الجزيئية المرتبطة بالضرر DAMPs)).
بكتيريا الأغشية الحيوية أقل تأثرا بمضادات الميكروبات وأنظمة الدفاع المضيف من البكتيريا العوالق ولذلك تعتبر الأغشية الحيوية مستودعا للبكتيريا أثناء إصابة المضيف.
