Bakterier i biofilmer är 1, 000 gånger mer resistent mot antibiotika, desinfektionsmedel, mekanisk behandling, och andra typer av stress. En kemist från RUDN University föreslog en metod för att förhindra bildandet av biofilmer och minska bakteriers motståndskraft mot antimikrobiella läkemedel. Detta kan bidra till att öka effektiviteten av antibakteriell behandling i livsmedelsindustrin, medicin, och jordbruk. Artikeln publicerades i Naturkommunikation tidning.

Bakterier som skyddas av en biofilm är mer resistenta mot antibiotika och andra negativa miljöfaktorer, och denna resistens byggs vanligtvis upp snabbare än vad den moderna industrin klarar av att producera nya läkemedel. Sådana bakterier inkluderar salmonella som är en stor fråga för både medicin och livsmedelsindustrin. Forskare söker ständigt efter nya tillvägagångssätt som skulle bidra till att minska resistensnivåerna hos bakterier.

"Vår strategi har redan visat sig vara framgångsrik mot biofilmbildning på titanimplantat, och vi arbetar för närvarande på att utöka dess tillämpbarhet till industri- och livsmedelsproduktion. Eftersom verkningsmekanismen var delvis klarlagd, vi har förutsett potentialen hos vår teknik att revolutionera sättet att bekämpa biofilmrelaterade infektioner. Vår framtida forskning kommer att dra stor nytta av dessa fynd eftersom resistensutveckling vanligtvis utgör ett stort hot mot framgången för antimikrobiella medel, " sade prof. Erik V. Van der Eycken, chefen för Gemensamma institutet för kemisk forskning vid RUDN-universitetet.

Strategin bygger på att hämma bildandet av bakteriefilmer. Under studiens gång, teamet blandade två stammar av salmonella:en av dem kunde bilda biofilmer, och den andra var inte det. Sedan, hastigheten på deras tillväxt jämfördes. Liknande, tillväxthastigheten mättes för samma blandning av två stammar i närvaro av 5-aryl-2-aminomidazol, en inhibitor som bromsar filmbildningen. Det visade sig att de stammar som inte kunde bilda biofilm förökade sig mer intensivt och tvingade ut andra stammar.

Teamet upptäckte också att salmonella inte utvecklade resistens mot biofilmhämmare. Biofilmer är ganska fördelaktiga för bakterier:de celler som inte slösar bort sina resurser på att bilda dem börjar dela sig mer aktivt. Om vissa bakterier i ett medium är resistenta mot en hämmare, de delar sig långsammare och tvingas så småningom ut ur kulturen, lämnar filmerna för andra bakterier att frodas på.

Enligt teamet, andelen resistenta stammar minskade från 12 % till 1 % på 16 dagar efter inkuberingen av stamblandningen med inhibitorn. Forskarna drog slutsatsen att resistenta bakterier drivs ut ur sina kulturer och att allmän resistens mot inhibitorer inte gynnas av naturligt urval.

När produktionen av biofilmmatris hämmas, det blir svårare för celler att fästa på ytor och deras mottaglighet för antimikrobiella läkemedel ökar. Till exempel, salmonellastammar bildar biofilmer både inuti och utanför en värd vilket gör dem svåra att bli av med genom mekanisk behandling, desinfektionsmedel, antibiotika, eller värdens eget immunsystem. Tillvägagångssättet som föreslagits av teamet kan göra kampen mot patogena mikroorganismer mer framgångsrik samtidigt som det förhindrar utvecklingen av resistens.

Den nya metoden skulle öka effektiviteten av antibakteriell terapi och hjälpa till att bekämpa de mest spridda biofilminfektionerna inom medicin, livsmedelsindustrin, pharma, och jordbruk.

Andra medlemmar av Erik V. Van der Eyckens team representerade vetenskapliga institutioner från USA, STORBRITANNIEN, och Belgien.