Huom! Allaolevassa artikkelissa on esitetty yleistietoa biofilmi-bakteereista. Biofilmi-bakteerien hoito-ohjeet, kuten muutkin hoito-ohjeet, löytyvät jäsenfoorumilta.
Biofilmi suojaa borrelia-bakteeria immuunipuolustukselta ja antibiooteilta
S. Juvonen TTT
24.4.2010
Borrelia-bakteerilla on useita keinoja välttää immuunipuolustus ja ulkoisia uhkia kuten antibioottihoitoja. Tämänhetkisistä suojautumismekanismeista tunnetuimmat ovat kystamuotoon muuntuminen, toinen on biofilmin muodostaminen.
Mitä biofilmit ovat?
Biofilmit ovat monimutkaisia eri mikrobien muodostamia yhdyskuntia jotka ovat suojautuneet ympäristön uhkia vastaan tehokkaasti. Biofilmiyhdyskunnan bakteerit tuottavat ympärilleen limaa. Limakerros helpottaa biofilmi-bakteerien kiinnittymistä eri pintamateriaaleihin, ja se ylläpitää biofilmin rakennetta. Muodostelmia löydetään ihmiselimistöstä, mutta myös kaikkialta muualtakin missä kiinteä aine ja nesteet yhdistyvät luonnossa, sairaaloissa, tehtaissa jne.
Biofilmin muodostuminen on monimutkainen prosessi, joka vaatii bakteereilta vuorovaikutuksia ja kommunikointia eri mikrobisolujen välillä. Tutkimuksissa on osoitettu biofilmien olevan hyvin organisoituneita sienimäisiä rakennelmia, joissa mikrobisolut ovat löyhästi pakkautuneina. Biofilmien arvioidaan olevan bakteerien yleisin elintapa biosfäärissä: n. 99 % kaikista luonnon bakteerisoluista kasvaa biofilmeissä.
Biofilmit voivat muodostua yhdestä tai useasta bakteerilajista. Bakteerien lisäksi biofilmeissä esiintyy sieniä, leviä, hiivoja ja alkueläimiä sekä erilaisia orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä. Vaikka monilajiset biofilmit ovat vallitsevia useimmissa ympäristöissä, yksilajiset biofilmit ovat yleisiä monissa infektioissa ja lääketieteellisten laitteiden pintoihin muodostuvissa biofilmeissä .
Tiedetään, että biofilmin solut eroavat vapaana olevista soluista suuresti. Ne vaihtavat geneettistä tietoa keskenään, niiden proteiinien muodostuminen on erilaista ja ne ovat erittäin vastustuskykyisiä antibiootteja ja immuunipuolustusta vastaan. Biofilmi-bakteerit erittävät ympärilleen ainetta, joka suojaa niitä tehokkaasti elimistön puolustustekijöiltä. On arvioitu, että esim. 1 milligramma plakkia sisältäisi n.sata miljoonaa bakteerisolua.
Biofilmi suojaa mikrobeja myös. valolta, kuivumiselta, äärilämpötiloilta ja pesu- ja antimikrobisilta aineilta. Biofilmissä elämisen etuna on parempien ruoan- ja energianlähteiden lisäksi geneettisen materiaalin vaihtamisen helppous biofilmin sisällä. Tämä mahdollistaa paremmin sopeutuneiden bakteerilajikkeiden syntymisen.
Biofilmi-yhdyskunnat voivat läpikäydä geneettisiä mutaatioita muuttaakseen herkkyyttään antimikrobeja kohtaan ja ne voivat toimia infektion "varastoina", joista aika ajoin vapautuu yksittäinen elinkykyinen bakteerisolu. Viikon ikäinen biofilmi on ?täysi-ikäinen?. Tällöin tarvitaan useampi sata- jopa tuhatkertaiset määrät antibiootteja niiden tuhoamiseksi.
Biofilmi-bakteerien aiheuttamat infektiot?
CDC:n ja Kansallisen Terveysinstituutin (NIH) mukaan biofilmit ovat osallisena yli 80%:ssa tapauksista joissa potilaalla on jokin krooninen infektio esim. korvatulehdukset, ruoansulatuskanavan haavaumat, virtsatietulehdukset, prostatatulehdukset, hengitystietulehdukset (poskiontelot, kystinen fibroosi jne).
Ongelmana on immuunipuolustus joka kroonisissa tulehduksissa yrittää hävittää taudinaiheuttajat mutta ei pysty tekemään sitä. Mitä kauemmin infektiotilanne jatkuu, sitä enemmän tuhoa tapahtuu myös infektiota ympäröivissä kudoksissa. Tämä johtuu siitä että immuunipuolustus vapauttaa erilaisia toksisia yhdisteitä yrittäessään tuhota taudinaiheuttajia. Niillä ei kuitenkaan ole mitään vaikutusta biofilmeihin. Toksiinit voivat sen sijaan tuhota ympärillä olevia kudoksia.
Alzheimer-tutkijat ovat havainneet bakteerien käyttävän amyloideja, liimamaisia proteiineja, kiinnittyäkseen elimistön soluihin ja muodostaakseen bakteeriyhdyskuntia, biofilmejä. Amyloideja muodostuu keskushermostossa useissa neurologisissa sairauksissa kuten Parkinson- ja Alzheimerin-tauti. Biofilmejä muodostuu myös virtsateissä ja ne ovatkin todennäköinen syy kroonisiin virtsatietulehduksiin.
Ruotsalaisten tutkijoiden mukaan esim. naiset jotka saavat toistuvia virtsatietulehduksia kärsivät todennäköisesti yhdestä biofilmibakteerien aiheuttamasta infektiosta joka on resistentti hoidoille. Virtsatieinfektiot ovat useimmiten E.colin aiheuttamia. E.coli muodostaa amyloideja, mutta sen lisäksi ns. curleja ja pilejä. Ne ovat tietyntyyppisiä kuituja jotka vahvistavat biofilmimuodostelmaa. Tutkijat etsivät parhaillaan valmisteita biofilmien muodostumisen estämiseksi ja tuhoamiseksi. Ongelmana on löytää valmiste joka kohdistuu ainoastaan toksisiin amyloideihin.
(Alzheimer?s study leads to better drug for infections Medical news Today 25th November 2009.)
Esimerkkejä erilaisten biofilmi-bakteerien aiheuttamista infektioista ihmisissä (Loisa 2001,Costerton ym.1999)
Infektio tai sairaus/ Yleiset bakteerilajit biofilmissä
Hammasmätä Asidogeeniset grampositiiviset kokit
(esim. Streptococcus)
Periodontiitti (hampaiden tuki- Gramnegatiiviset anaerobiset suun bakteerit
kudoksen tulehdus)
Otitis media (korvatulehdus) Haemophilus influenzae (tietyt kannat)
Tuki- ja liikuntaelinten tulehdukset Grampositiiviset kokit (esim. Stafylokokki)
Necrotizing fasciitis (lihaskudoksen Ryhmän A streptokokki
ja peitinkalvon tulehdus; johtaa kuolioon)
Sappitiehyen tulehdus Enteeriset bakteerit (esim. Escherichia coli)
Osteomyeliitti Useita bakteeri- ja sienilajeja ? usein sekaisin
Eturauhastulehdus (bakteerin E. coli ja muut gramnegatiiviset bakteerit)
Sydänläpän tulehdus Viridans?ryhmän streptokokit
Kystisen fibroosin aiheuttama keuhkokuume P. aeruginosa ja Burkholderia cepacia
Meloidosis Pseudomonas pseudomallei
Keuhkokuume Gramnegatiiviset sauvat
Arteriovenöösit shuntit (epänormaali S. epidermidis ja Staphylococcus aureus yhteys valtimoiden ja laskimoiden välillä)
Schleral buckles (silmän sairaus) Grampositiiviset kokit
Peritoneaalisesta dialyysistä seurannut
peritoniitti (vatsakalvon tulehdus) Useat bakteeri- ja sienilajit
Virtsarakkotulehdus, kystiitti E. coli ja muut gramnegatiiviset sauvat
Lääketieteelliset laitteet
Sappitiehyeen asetetun muoviputken tukkeuma Useat eri enteeriset bakteerit ja sienet
Tikit Staphylococcus epidermidis ja S. aureus
Piilolinssit P. aeruginosa ja grampositiiviset kokit
Kierukat Actinomyces israelii ja monet muut
Hickman katetrit S. epidermidis ja C. albicans
Laskimokatetrit S. epidermidis ja muut
Mekaaniset sydänläpät S. aureus ja S. epidermidis
Intubaatioletkut Useita eri bakteeri- ja sienilajeja
Verisuonisiirteet Grampositiiviset kokit
Ortopediset laitteet S. aureus ja S. epidermidis
Borrelia-bakteeri on tunnetusti ns. pleomorfinen bakteeri. Se kykenee mukautumaan epäsuotuisiin elinolosuhteiisiin muuntumalla. Bakteeri suojautuu niiden avulla stressitilanteita kuten antibiootteja vastaan. Yksi bakteerin käyttämistä suojautumismekanismeista on ns. kystamuoto. Toinen bakteerin käyttämistä suojamekanismeista on biofilmi. Borrelia-bakteerin suojautuminen biofilmin sisälle saattaa osaltaan selittää kroonista Borrelioosia sairastavien jatkuvat oireet.
Kystamuoto on resistentti useimmille tavanomaisille antibiooteille. Jotkut antibiootit ovat tehokkaita vapaana oleviin bakteereihin ja osa tuhoaa myös kystamutoja. Kuitenkin monien oireet jatkuvat hoidosta huolimatta eikä hoidoista aina ole merkittävää apua. Syynä siihen saattavat olla Biofilmiyhdyskunnat jotka ovat yli 1000 kertaa vastustuskykyisempiä antibiootteja vastaan kuin vapaana olevat bakteerit.
(Novel Fugitive Strategy for Borrelia burgdorferi: Biofilm ja An in vitro evaluation of antibiotic susceptibility of different morphological forms of Borrelia burgdorferi. Kaur Navroop ym.)
VIDEO: Biofilmissä eläviä borrelia-bakteereja:
http://www.youtube.com/watch?v=a4uNDWdChM8
Biofilmi-bakteerien hoidossa esiintyviä ongelmia
Loisa ( 2001) mainitsee useita syitä Biofilmien tuhoamiseen liittyvistä ongelmista. ?
?Biofilmejä muodostuu esim. hampaisiin, ikeniin, keuhkoihin, korviin ja virtsateihin. Biofilmit kasvavat yhdessä tai useassa kohdassa, ja biofilmi-infektioille on tyypillistä selvien oireiden hidas ilmeneminen. Arvellaan, että jopa 65 %:iin kaikista ihmisen bakteeri-infektioista liittyy biofilmin muodostuminen.
Ihmisen elimistö puolustautuu jatkuvasti vieraita pieneliöitä, kuten bakteereja, vastaan mm. syöjäsolujen (neutrofiilit ja makrofagit) avulla. Syöjäsolut tuhoavat elollisia ja elottomia kappaleita fagosytoimalla ja hajottamalla ne entsyymeillään.?
?Biofilmit, jotka ovat fagosyyteille vastustuskykyisiä, vetävät niitä kuitenkin puoleensa. Siitä huolimatta, että fagosytoosi ei toimi, vapauttavat fagosyytit biofilmin kohdatessaan entsyymejään. Nämä entsyymit voivat vaurioittaa kudosta biofilmin ympärillä. Biofilmistä vapautuu myös entsyymien toiminnan johdosta yksittäisiä bakteereja, jotka voivat sitten aiheuttaa viereisessä vaurioituneessa kudoksessa infektion. Toisaalta biofilmin bakteerisolut vapauttavat myös antigeenejä ja stimuloivat siten vasta-aineiden tuottoa. Tässäkään tapauksessa puolustusmekanismin toiminta ei ole täydellistä.?
?Elimistön vapauttamat vasta-aineet pystyvät tappamaan ainoastaan yksittäisiä bakteereja. Ne eivät ole tehokkaita biofilmin bakteereja vastaan. Näin ollen edes hyvän humoraalisen ja sellulaarisen immuunisysteemin omistavilla ihmisillä harvoin pelkkä luonnollinen puolustusjärjestelmä yksinään pystyy selvittämään biofilmi-infektion.?
?Antibioottihoitokin vaikuttaa vain vapaisiin ja biofilmistä vapautuviin bakteereihin. Se ei yleensä tapa itse biofilmiä. Tästä syystä biofilmi-infektioihin kuuluvat uusiutuvat oireet useidenkin antibioottihoitojen jälkeen.?
?Reaktiiviset hapettimet, kuten hypokloriitti ja vetyperoksidi, deaktivoituvat
biofilmin ulkokerroksissa, ennen kuin ne pääsevät diffundoitumaan koko
biofilmin läpi. Nämä antimikrobiset hapettimet ovat fagosyyttisolujen
käytössä, ja niiden huono tunkeutumiskyky biofilmiin voikin osittain olla syynä
siihen, etteivät fagosyyttisolut pysty tuhoamaan biofilmiä (Costerton ym.,
1999). Lisäksi biofilmin ulkopinnan negatiivisesti varautunut eksopolysakkaridi on
erittäin tehokas suojaamaan mikrobisoluja positiivisesti varautuneilta
aminoglykosidi-antibiooteilta (streptomysiini, neomysiini, gentamysiini jne).
Pienten antimikrobisten molekyylien tapauksessa polysakkaridimatriksi
ainoastaan lykkää biofilmin solujen kuolemaa eikä niinkään toimi tehokkaana
suojana.?
?Osa biofilmin mikrobeista elää niukkaravinteisessa ympäristössä, joten niiden
kasvu on hidasta. Käytännössä kaikki antimikrobiset aineet ovat
tehokkaampia tappamaan nopeasti kasvavia soluja. Joidenkin antibioottien
toiminnalle solukasvu on jopa välttämätöntä; mm. penisilliini ja ampisilliini
eivät tapa ei-kasvavia soluja ollenkaan.?
?Sefalosperiinit, aminoglykosidit ja fluorokinolonit taasen pystyvät tappamaan kasvamattomia soluja, mutta ne ovat selvästi tehokkaampia tappamaan nopeasti jakautuvia soluja. Tutkimuksissa on kuitenkin selvinnyt, että biofilmin resistenttiyttä ei voida yksin selittää hidastuneen kasvun avulla, vaan hidastunut kasvunopeus
antaa biofilmille lisäsuojaa antimikrobisia aineita vastaan.?
Useat antibiootit ovat täysin tehottomia biofilmi-bakteeri-infektion hoitoon. Niistä on päinvastoin haittaa sillä bakteerit kommunikoivat biofilmin sisällä keskenään ja yrittävät löytää ratkaisun miten antibiootti saataisiin tehottomaksi.
http://www.youtube.com/watch?v=XVJ6FQTI ... re=related
TUTKIMUKSEN NYKYHETKI
Biofilmien muodostumisen taustalla olevia säätelymekanismeja ei juurikaan tunneta. Jotta biofilmi-mikrobit kyettäisiin tuhoamaan, on ymmärrettävä niiden syntymekanismeja ja käyttäytymistä.
1.Tiettyjä geneettisiä markkereita seuraamalla on pystytty seuraamaan biofilmien muodostumista.
(Expression Profile of Quorum Sensing Biomarkers during Biofilm Development in Borrelia burgdorferi.)
2. New Yorkissa, Binghamptonin yliopiston tutkijat ovat löytäneet tekijöitä jotka edesauttavat biofilmien syntymistä.
Tutkimuksessa selvitettiin:
1. Voimmeko voittaa biofilmit?
2. Voimmeko vaikuttaa biofilmien antibioottiresistenssiin?
3. Voimmeko löytää ratkaisun biofilmimuodostelmien synnyn ehkäisemiseksi ja estää niiden tulemisen antibiooteille resistenteiksi?
Joidenkin viimeaikaisten tutkimusten mukaan se on mahdollista.
Sauer selvitti biofimien muodostumiseen vaikuttavia säätelymekanismeja ja löysi hiljattain yhden mekanismin joka näytti olevan vastuussa antibioottiresistenssistä. Tulevaisuudessa on mahdollista vaikuttaa resistenssin syntymiseen joko vahvistamalla tai heikentämällä tätä säätelymekanismia. Pyrkimyksenä on saada biofilmit sellaiseen muotoon jossa ne on helpompi tuhota. Erilliset bakteerit on biofilmi-bakteereita huomattavasti helpompi tuhota.
(Researchers smoke out secrets of the ?biofilms? that help chronic infections dig in. Binghamton University, State University of New York, news release Dec 18, 2009)
3. Borrelioosi-biofilmitutkija
professori Eva Sapi
http://www.newhaven.edu/unhtoday/archiv ... ofile.html
Tohtori Eva Sapi on solu-ja molekyylibiologian professori joka sairastui Borrelioosiin. Omien vaikeiden kokemustensa vuoksi hän vaihtoi aiemmin tekemänsä syöpätutkimuksen Borrelioositutkimukseen.
Punkinpureman jälkeen hänelle ilmaantui aivoturvotusta ja useita Borrelioosiin sopivia oireita kuten kävelyvaikeuksia. Laboratoriotestit olivat kuitenkin negatiiviset. Professori Sapi kävi usean lääkärin luona oman tartuntansa vuoksi. Useat heistä vain nauroivat hänelle. Monet tautiin sairastuneet joiden testitulokset ovat olleet negatiiviset, ovat joutuneet kokemaan vastaavanlaista kohtelua. Se sai Sapin toimimaan.
"Tutkijat eivät juurikaan tunne Borrelioosia", hän sanoo. Tutkimuksissaan Sapi huomasi nopeasti punkkien kantavan usein muitakin taudinaiheuttajia kuten mykoplasmaa. Nyt hänen laboratoriossaan on lukuisia tutkijoita. He huomasivat että parhainkin borrelioositesti on erittäin epäluotettava. Se antaa virheellisesti negatiivisen tuloksen jopa 70%:ssa borrelioositapauksia. Siksi Sapi tutkijaryhmineen tutkii parhaillaan esim. nanoteknologian mahdollisuuksia luotettavamman borrelioositestin kehittelyssä.
Tri Sapi hoitaa itseään kokonaisvaltaisesti. Hän kävi äskettäin mm. naturopaatin vastaanotolla ja sai hoidoista apua. "Tarvitsen aivojani, en voi ylenkatsoa mitään hoitomuotoa."
Sapi tutkijakollegoineen selvittää parhaillaan mitä kemiallisia prosesseja bakteerit käyttävät muodostaessaan biofilmejä. He toivovat löytävänsä menetelmän jolla biofilmien muodostuminen pystytään estämään. Hän testaa myös useita entsyymejä ja tekniikoita joilla olemassa olevat biofilmit saataisiin hajotettua. Hän on aiemmissa tutkimuksissaan havainnut borrelia-biofilmien muodostuvan kalsiumia sisältävistä ?kristalleista?. Hän epäilee että ne ovat syynä monien Borrelioosia sairastavien niveloireisiin.
BIOFILMI SUOJAA BAKTEEREITA ANTIBIOOTEILTA
Valvojat:Jatta1001, Borrelioosiyhdistys, Waltari, Bb
"Antibiooteilla ei kyetä tuhoamaan kaikkia bakteereita. Osa niistä selviää piilopaikoissaan ja/tai ovat resistenttejä antibiooteille. Kun antibioottihoito lopetetaan ne jatkavat lisääntymistään elimistössä.
Nyt on löydetty yksi mekanismi joka saattaa avata mahdollisuuksia tuhota piilossa olevat bakteerit. Proteiini, nimeltään HipA on bakteerien käyttämä piiloutumismenetelmä. Toinen proteiini, nimeltään HipB, sen sijaan neutraloi A:n vaikutuksen. Biokemisti M.Schumacher kertoo että he tietävät nyt miltä HipA näyttää ja voivat siksi pyrkiä kehittämään menetelemiä sen toiminnan estämiseksi.
Bakteerien selviytymiskyky on ollut tähän saakka vähällä huomiolla. Päähuomio on kiinnitetty antibioottiresistenssiin. Selviytymiskykyiset bakteerit eivät kuitenkaan välttämättä ole resistenttejä antibiooteille. Ne vain odottavat piilossa tilaisuuttaan. Useimmat antibiootit on kehitetty tuhoamaan kasvavia bakteereita. Sen seurauksena bakteerit erittävät toksisia aineita elimistöön. Piilossa olevat bakteerit sen sijaan eivät tuota toksisia aineita.
Piilossa olevat bakteerit ovat suuri terveysuhka koska niitä esiintyy useimmiten biofilmeissä. Suurin osa kroonisista infektioista on niiden aiheuttamia esim. keuhkoissa esiintyvä kystinen fibroosi. Bakteerien kyky selviytyä ei ole uusi ilmiö. Se havaittiin jo toisen maailmansodan aikana."
http://www.wired.com/wiredscience/2009/ ... ial-infec/
Next post
Wired Science
A New Weapon in the Battle Against Drug-Tolerant Bacteria
* By Michael Wall Email
* January 15, 2009 |
* 12:15 pm |
* Categories: Health
The key to battling drug-tolerant superbugs could be keeping them awake. New research into how bacteria go dormant, allowing them to evade drugs, could lead to a method to keep them from hiding.
Bacterial infections are often hard to eradicate because a small percentage of germs are dormant at any one time. These mysterious "persisters" duck antibiotics, then awaken and multiply again after drug treatments stop.
But the mechanisms of bacterial persistence are becoming clearer, and so are ways to combat the phenomenon. A new study in Science Thursday maps out the structure and function of one major dormancy-inducer in bacteria, a protein called HipA. And it suggests how another protein, HipB, neutralizes it.
"Now we know what HipA looks like and how it functions," said lead author Maria Schumacher, a biochemist at the University of Texas? M. D. Anderson Cancer Center in Houston. "We can try to develop more specific inhibitors against it."
Scientists could mine libraries of known compounds for more inhibitors or try to design them anew. Either way, unlocking HipA?s secrets is a big step forward.
"Persistence has been underappreciated for some time as a mechanism for bacteria to evade antibiotics," said microbiologist Thomas Hill of the University of North Dakota School of Medicine and Health Sciences, who was not involved in the study. "This paper takes us one step closer to understanding what persistence is all about."
Persistent bacteria are different than antibiotic-resistant bacteria, which evolve as a population to withstand the action of a particular drug. Persistent bacteria aren?t resistant to drugs; they just wait them out. Most antibiotics target growing bacteria, killing by forcing the germs to make toxic byproducts. But a dormant bug isn?t producing anything, toxic or not. So it survives, rising again another day.
These drug-tolerant bacteria are a major health issue because they are common in biofilms, thin skins of microorganisms that coat surfaces and cause about 60 percent of infections in the developed world.
"Biofilms build up on medical equipment," said co-author Richard Brennan, also a biochemist at M. D. Anderson Cancer Center. "Cystic fibrosis patients have biofilms growing in their lungs."
The persistence phenomenon was identified during World War II, when doctors discovered that many bacteria remaining in the human body after a course of penicillin were actually susceptible to the drug.
Persistence has proven difficult to investigate, however, because only about one in a million bacteria are dormant at any particular time.
In the new study, Schumacher?s team found that HipA inactivates a compound involved in protein production. With their protein pipeline shut down, bacteria become dormant.
HipB counteracts HipA by latching onto it and locking it into a shape that prevents it from shutting down the protein production. And
HipB also likely hides HipA away where the bacteria?s DNA is stored, keeping the HipA from even encountering the protein-producing compound, which is found mostly in the membranes and cellular fluid.
This system is probably not confined to E. coli, making it an intriguing target. According to the study?s authors, HipA occurs in many different pathogenic bacteria and likely plays a major role in the development of persistence.
Though the study sheds light on how bacteria become dormant, it doesn?t clarify what spurs the phenomenon on ? why HipB sometimes falls away and lets HipA work its soporific magic.
"It seems to happen randomly," Brennan said.
For Schumacher and her team, the next step is finding out what else
HipA does, and looking for other compounds that may induce bacterial dormancy.
"There are other mechanisms for persistence that we?d like to investigate," Brennan said. "But it?s still early days."
Schumacher and Brennan see their results as a validation of basic research ? attacking interesting questions without necessarily knowing what practical applications will result.
"This is basic science at its best," Brennan said. "It?s a discovery of how things work that has opened up new possibilities for research."
"A lot of people wonder where their tax dollars are going,"
Schumacher said. "But people are seeing more and more how important it is to understand biological processes on a mechanistic level."
Citation: "Molecular Mechanisms of HipA-Mediated Multidrug
Tolerance and Its Neutralization by HipB." By Maria A. Schumacher,
Kevin M. Piro, Weijun Xu, Sonja Hansen, Kim Lewis, Richard G. Brennan.
Science Vol. 323, 16 January 2009.
Nyt on löydetty yksi mekanismi joka saattaa avata mahdollisuuksia tuhota piilossa olevat bakteerit. Proteiini, nimeltään HipA on bakteerien käyttämä piiloutumismenetelmä. Toinen proteiini, nimeltään HipB, sen sijaan neutraloi A:n vaikutuksen. Biokemisti M.Schumacher kertoo että he tietävät nyt miltä HipA näyttää ja voivat siksi pyrkiä kehittämään menetelemiä sen toiminnan estämiseksi.
Bakteerien selviytymiskyky on ollut tähän saakka vähällä huomiolla. Päähuomio on kiinnitetty antibioottiresistenssiin. Selviytymiskykyiset bakteerit eivät kuitenkaan välttämättä ole resistenttejä antibiooteille. Ne vain odottavat piilossa tilaisuuttaan. Useimmat antibiootit on kehitetty tuhoamaan kasvavia bakteereita. Sen seurauksena bakteerit erittävät toksisia aineita elimistöön. Piilossa olevat bakteerit sen sijaan eivät tuota toksisia aineita.
Piilossa olevat bakteerit ovat suuri terveysuhka koska niitä esiintyy useimmiten biofilmeissä. Suurin osa kroonisista infektioista on niiden aiheuttamia esim. keuhkoissa esiintyvä kystinen fibroosi. Bakteerien kyky selviytyä ei ole uusi ilmiö. Se havaittiin jo toisen maailmansodan aikana."
http://www.wired.com/wiredscience/2009/ ... ial-infec/
Next post
Wired Science
A New Weapon in the Battle Against Drug-Tolerant Bacteria
* By Michael Wall Email
* January 15, 2009 |
* 12:15 pm |
* Categories: Health
The key to battling drug-tolerant superbugs could be keeping them awake. New research into how bacteria go dormant, allowing them to evade drugs, could lead to a method to keep them from hiding.
Bacterial infections are often hard to eradicate because a small percentage of germs are dormant at any one time. These mysterious "persisters" duck antibiotics, then awaken and multiply again after drug treatments stop.
But the mechanisms of bacterial persistence are becoming clearer, and so are ways to combat the phenomenon. A new study in Science Thursday maps out the structure and function of one major dormancy-inducer in bacteria, a protein called HipA. And it suggests how another protein, HipB, neutralizes it.
"Now we know what HipA looks like and how it functions," said lead author Maria Schumacher, a biochemist at the University of Texas? M. D. Anderson Cancer Center in Houston. "We can try to develop more specific inhibitors against it."
Scientists could mine libraries of known compounds for more inhibitors or try to design them anew. Either way, unlocking HipA?s secrets is a big step forward.
"Persistence has been underappreciated for some time as a mechanism for bacteria to evade antibiotics," said microbiologist Thomas Hill of the University of North Dakota School of Medicine and Health Sciences, who was not involved in the study. "This paper takes us one step closer to understanding what persistence is all about."
Persistent bacteria are different than antibiotic-resistant bacteria, which evolve as a population to withstand the action of a particular drug. Persistent bacteria aren?t resistant to drugs; they just wait them out. Most antibiotics target growing bacteria, killing by forcing the germs to make toxic byproducts. But a dormant bug isn?t producing anything, toxic or not. So it survives, rising again another day.
These drug-tolerant bacteria are a major health issue because they are common in biofilms, thin skins of microorganisms that coat surfaces and cause about 60 percent of infections in the developed world.
"Biofilms build up on medical equipment," said co-author Richard Brennan, also a biochemist at M. D. Anderson Cancer Center. "Cystic fibrosis patients have biofilms growing in their lungs."
The persistence phenomenon was identified during World War II, when doctors discovered that many bacteria remaining in the human body after a course of penicillin were actually susceptible to the drug.
Persistence has proven difficult to investigate, however, because only about one in a million bacteria are dormant at any particular time.
In the new study, Schumacher?s team found that HipA inactivates a compound involved in protein production. With their protein pipeline shut down, bacteria become dormant.
HipB counteracts HipA by latching onto it and locking it into a shape that prevents it from shutting down the protein production. And
HipB also likely hides HipA away where the bacteria?s DNA is stored, keeping the HipA from even encountering the protein-producing compound, which is found mostly in the membranes and cellular fluid.
This system is probably not confined to E. coli, making it an intriguing target. According to the study?s authors, HipA occurs in many different pathogenic bacteria and likely plays a major role in the development of persistence.
Though the study sheds light on how bacteria become dormant, it doesn?t clarify what spurs the phenomenon on ? why HipB sometimes falls away and lets HipA work its soporific magic.
"It seems to happen randomly," Brennan said.
For Schumacher and her team, the next step is finding out what else
HipA does, and looking for other compounds that may induce bacterial dormancy.
"There are other mechanisms for persistence that we?d like to investigate," Brennan said. "But it?s still early days."
Schumacher and Brennan see their results as a validation of basic research ? attacking interesting questions without necessarily knowing what practical applications will result.
"This is basic science at its best," Brennan said. "It?s a discovery of how things work that has opened up new possibilities for research."
"A lot of people wonder where their tax dollars are going,"
Schumacher said. "But people are seeing more and more how important it is to understand biological processes on a mechanistic level."
Citation: "Molecular Mechanisms of HipA-Mediated Multidrug
Tolerance and Its Neutralization by HipB." By Maria A. Schumacher,
Kevin M. Piro, Weijun Xu, Sonja Hansen, Kim Lewis, Richard G. Brennan.
Science Vol. 323, 16 January 2009.
Re: BIOFILMI SUOJAA BAKTEEREITA ANTIBIOOTEILTA
Tri Eva Sapi sairastui Borrelioosiin. Hän on nykyisin arvostettu borrelioositutkija ja tekee tutkimusta esim. bakteerien biofilmien merkityksestä Borrelioosissa. Hän kertoo aiheesta allaolevalla videolla. Biofilmit ovat todennäköisesti yksi merkittävä syy infektiotautien kroonistumiseen.
Dr. Eva Sapi - Bacterial Biofilms and Lyme Disease
This video is a 10 minute clip, part of a 70 minute interview with Dr. Sapi from the University of New Haven. She is credited with being the first researcher to demonstrate that Lyme spirochetes can actually create their own complex biofilm community to survive indefinitely within their hosts; both human and animal.
Interview excerpts & videos with Bacterial Biofilm Experts (doctors & researchers):
http://www.biofilmcommunity.org/expert-interviews/
The documentary web site for the film:
http://www.whyamistillsick.com/
The DVD is now available and it includes TWO films. See: http://www.whyamistillsick.com/buy/
http://www.youtube.com/watch?feature=en ... IN_8c&NR=1
Dr. Eva Sapi - Bacterial Biofilms and Lyme Disease
This video is a 10 minute clip, part of a 70 minute interview with Dr. Sapi from the University of New Haven. She is credited with being the first researcher to demonstrate that Lyme spirochetes can actually create their own complex biofilm community to survive indefinitely within their hosts; both human and animal.
Interview excerpts & videos with Bacterial Biofilm Experts (doctors & researchers):
http://www.biofilmcommunity.org/expert-interviews/
The documentary web site for the film:
http://www.whyamistillsick.com/
The DVD is now available and it includes TWO films. See: http://www.whyamistillsick.com/buy/
http://www.youtube.com/watch?feature=en ... IN_8c&NR=1
Re: BIOFILMI SUOJAA BAKTEEREITA ANTIBIOOTEILTA
Tutkimuksen mukaan Gymnema Sylvestre yrtti, sen sisältämä gymnemahappo, tuhoaa biofilmejä. Allaolevassa artikkelissa kerrotaan yrtistä.
Yrttiä on satavissa Suomesta esim. Lootuskaupasta:
http://www.lootuskauppa.fi/epages/OVK.s ... ducts/1100
90kaps. maksaa 34,90€.
Ayurveda-yrtti Gymnema sylvestre.
1 tabletti sisältää:
500 mg Gymnema sylvestre -uutetta, joka on standardoitu sisältämään 75 % gymnemahappoa.
Muut ainesosat: mikrokiteinen selluloosa, magnesiumstearaatti, piidioksidi.
Annostus: 1-3 tablettia päivässä aterioilla.
Määrä 90 tabl
Vahvuus 500 mg
Valmistaja Smart Nutrition Ltd
http://luontainenterveys.fi/index.php/t ... sylvestre/
Gymnema sylvestre on paljon käytetty ayurveda yrtti. Intialaisen Gymnema sylvestre - köynnöskasvin lehtiuutetta käytetään verensokeritason hallintaan ja hillitsemään makeanhimoa. Tämän jo 2000 vuotta diabeteksen hoitoon käytetyn kasvin hindinkielinen nimi 'gurmar' tarkoittaakin 'sokerin hävittäjää'.
Kasvin sisältämä gymnemahappo estää sokerin imeytymistä ja tukee haiman toimintaa. Näin vältytään verensokerin heilahtelun aiheuttamalta väsymykseltä. Eräässä tutkimuksessa Gymnema alensi glukoosia virtsassa ja verensokerissa 85 %:lla potilaista, jotka käyttivät insuliinia 1-tyypin diabetekseen (Shanmugasundaram, ERB, et al Use of Gymnema sylvestre leaf extract in the control of blood glucose in insulin dependent diabetes mellitus Journal of Ethnopharmacology 30: 281-294, 1990).
Kasvin sisältämä gurmariini tukkii makeaa aistivia makunystyröitä, jolloin makea ei maistu makealta. Tämä hillitsee makeannälkää.
Intiassa kasvia on käytetty myös mm. tehostamaan sydämen ja verenkierron toimintaa, lisäämään virtsaneritystä ja vatsakipuihin.
Sillä on osoitettu olevan eräitä bakteereita (bacillus pumilis, b. subtilis, pseudomonas aeruginosa ja staphylococcus aureus) tuhoava vaikutus (Satdive et al., 2003).
"...The Candida albicans fungus also makes a biofilm, which is a fungal cell collection that can be difficult to treat. The researchers found that the gymnemic acid compounds converted the biofilm back to treatable yeast cells.
"This compound prevents the biofilm formation because hyphae are the major builders of biofilms and biofilms are resistant to antifungals," Vediyappan said. "Yeast cells by themselves cannot make biofilms and are sensitive to antifungal treatments."
Another interesting aspect: The gymnemic acid compounds also stopped the growth of Aspergillus, another fungal pathogen that can affect heart transplant patients and leukemia patients...." (CONTINUED)
ARTICLE: http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 131803.htm
STUDY:
Gymnemic Acids Inhibit Hyphal Growth and Virulence in Candida albicans
Vediyappan G, Dumontet V, Pelissier F, d’Enfert C (2013) PLoS ONE 8(9): e74189. doi:10.1371/journal.pone.0074189
September 11, 2013
http://www.plosone.org/article/info%3Ad ... ne.0074189
Yrttiä on satavissa Suomesta esim. Lootuskaupasta:
http://www.lootuskauppa.fi/epages/OVK.s ... ducts/1100
90kaps. maksaa 34,90€.
Ayurveda-yrtti Gymnema sylvestre.
1 tabletti sisältää:
500 mg Gymnema sylvestre -uutetta, joka on standardoitu sisältämään 75 % gymnemahappoa.
Muut ainesosat: mikrokiteinen selluloosa, magnesiumstearaatti, piidioksidi.
Annostus: 1-3 tablettia päivässä aterioilla.
Määrä 90 tabl
Vahvuus 500 mg
Valmistaja Smart Nutrition Ltd
http://luontainenterveys.fi/index.php/t ... sylvestre/
Gymnema sylvestre on paljon käytetty ayurveda yrtti. Intialaisen Gymnema sylvestre - köynnöskasvin lehtiuutetta käytetään verensokeritason hallintaan ja hillitsemään makeanhimoa. Tämän jo 2000 vuotta diabeteksen hoitoon käytetyn kasvin hindinkielinen nimi 'gurmar' tarkoittaakin 'sokerin hävittäjää'.
Kasvin sisältämä gymnemahappo estää sokerin imeytymistä ja tukee haiman toimintaa. Näin vältytään verensokerin heilahtelun aiheuttamalta väsymykseltä. Eräässä tutkimuksessa Gymnema alensi glukoosia virtsassa ja verensokerissa 85 %:lla potilaista, jotka käyttivät insuliinia 1-tyypin diabetekseen (Shanmugasundaram, ERB, et al Use of Gymnema sylvestre leaf extract in the control of blood glucose in insulin dependent diabetes mellitus Journal of Ethnopharmacology 30: 281-294, 1990).
Kasvin sisältämä gurmariini tukkii makeaa aistivia makunystyröitä, jolloin makea ei maistu makealta. Tämä hillitsee makeannälkää.
Intiassa kasvia on käytetty myös mm. tehostamaan sydämen ja verenkierron toimintaa, lisäämään virtsaneritystä ja vatsakipuihin.
Sillä on osoitettu olevan eräitä bakteereita (bacillus pumilis, b. subtilis, pseudomonas aeruginosa ja staphylococcus aureus) tuhoava vaikutus (Satdive et al., 2003).
"...The Candida albicans fungus also makes a biofilm, which is a fungal cell collection that can be difficult to treat. The researchers found that the gymnemic acid compounds converted the biofilm back to treatable yeast cells.
"This compound prevents the biofilm formation because hyphae are the major builders of biofilms and biofilms are resistant to antifungals," Vediyappan said. "Yeast cells by themselves cannot make biofilms and are sensitive to antifungal treatments."
Another interesting aspect: The gymnemic acid compounds also stopped the growth of Aspergillus, another fungal pathogen that can affect heart transplant patients and leukemia patients...." (CONTINUED)
ARTICLE: http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 131803.htm
STUDY:
Gymnemic Acids Inhibit Hyphal Growth and Virulence in Candida albicans
Vediyappan G, Dumontet V, Pelissier F, d’Enfert C (2013) PLoS ONE 8(9): e74189. doi:10.1371/journal.pone.0074189
September 11, 2013
http://www.plosone.org/article/info%3Ad ... ne.0074189
Re: BIOFILMI SUOJAA BAKTEEREITA ANTIBIOOTEILTA
Kroonisten infektioiden, antibioottien käytön ja bakteerien biofilmien välillä on havaittu selkeä yhteys. Biofilmejä muodostui keuhkoihin, poskionteloihin ja korviin. Matala-annoksiset antibioottihoidot edistävät biofilmien muodostumista.
http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 101531.htm
Link between antibiotics, bacterial biofilms and chronic infections found
July 10, 2014
Source:
Oak Crest Institute of Science
Summary:
The link between antibiotics and bacterial biofilm formation leading to chronic lung, sinus and ear infections has been found, researchers report. The study results illustrate how bacterial biofilms can actually thrive, rather than decrease, when given low doses of antibiotics. Results of this study may lead to new approach for chronic ear infections in children.
The bacteria called non-typeable Haemophilus influenzae are a common cause of infection in the upper respiratory tract. By attaching to surfaces in the body the bacteria form a biofilm. Wu et al. have reported that when the bacteria encounter non-lethal amounts of specific antibiotics they are stimulated to form a bioiflm, a structure that causes chronic infection and which can be highly resistant to antibiotics.
Credit: Paul Webster, Ph.D.
[Click to enlarge image]
Researchers from the University of Southern California and the Oak Crest Institute of Science have discovered the link between antibiotics and bacterial biofilm formation leading to chronic lung, sinus and ear infections. The study results, published in the current issue of PLOS ONE, illustrate how bacterial biofilms can actually thrive, rather than decrease, when given low doses of antibiotics.
"This research addresses the long standing issues surrounding chronic ear infections and why some children experience repeated ear infections even after antibiotic treatment," said Paul Webster, PhD, lead author, senior staff scientist at USC and senior faculty at the Oak Crest Institute of Science. "Once the biofilm forms, it becomes stronger with each treatment of antibiotics."
During the study, non-typeable Haemophilus influenzae (NTHi) bacteria a common pathogen of humans was exposed to non-lethal doses of ampicillin, a class of antibiotics commonly used to treat respiratory, sinus and ear infections, or other beta-lactam antibiotics. The dose of the antibiotic was not enough to kill the bacteria which allowed the bacteria to react to the antibiotic by producing glycogen, a complex sugar often used by bacteria as a food source, to produce stronger biofilms when grown in the laboratory.
Biofilms are highly structured communities of microorganisms that attach to one another and to surfaces. The microorganisms group together and form a slimy, polysaccharide cover. This layer is highly protective for the organisms within it, and when new bacteria are produced they stay within the slimy layer. With the introduction of antibiotic-produced glycogen, the biofilms have an almost endless food source that can be used once antibiotic exposure has ended.
There are currently no approved treatments for biofilm-related infections. Therefore, bacteria forced into forming stronger biofilms will become more difficult to treat and will cause more severe chronic infections. Adults will suffer protracted lung infections as the bacteria hunker down into their protective slime, and children will have repeated ear infections. What may appear to be antibiotic resistance when an infection does not clear up may actually be biofilms at work.
Webster believes modern medicine needs to find ways of detecting and treating biofilm infections before the bacteria are able to form these protective structures. The difficulties of treating biofilm infections, which can be up to 1,000 times more resistant to antibiotics, have prompted some physicians to propose a gradual move away from traditional antibiotic treatments and toward non-antibiotic therapies.
"If antibiotics are to continue to be relevant for treating bacterial infections it is important that their effects on biofilms be explored," says Dr. Webster.
"One step in this direction would be to develop routine screening methods to test the effects of antibiotics on in vitro formed biofilms."
Story Source:
The above story is based on materials provided by Oak Crest Institute of Science. Note: Materials may be edited for content and length.
Journal Reference:
Siva Wu, Xiaojin Li, Manjula Gunawardana, Kathleen Maguire, Debbie Guerrero-Given, Christoph Schaudinn, Charles Wang, Marc M. Baum, Paul Webster. Beta- Lactam Antibiotics Stimulate Biofilm Formation in Non-Typeable Haemophilus influenzae by Up-Regulating Carbohydrate Metabolism. PLoS ONE, 2014; 9 (7): e99204 DOI: 10.1371/journal.pone.0099204
http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 101531.htm
Link between antibiotics, bacterial biofilms and chronic infections found
July 10, 2014
Source:
Oak Crest Institute of Science
Summary:
The link between antibiotics and bacterial biofilm formation leading to chronic lung, sinus and ear infections has been found, researchers report. The study results illustrate how bacterial biofilms can actually thrive, rather than decrease, when given low doses of antibiotics. Results of this study may lead to new approach for chronic ear infections in children.
The bacteria called non-typeable Haemophilus influenzae are a common cause of infection in the upper respiratory tract. By attaching to surfaces in the body the bacteria form a biofilm. Wu et al. have reported that when the bacteria encounter non-lethal amounts of specific antibiotics they are stimulated to form a bioiflm, a structure that causes chronic infection and which can be highly resistant to antibiotics.
Credit: Paul Webster, Ph.D.
[Click to enlarge image]
Researchers from the University of Southern California and the Oak Crest Institute of Science have discovered the link between antibiotics and bacterial biofilm formation leading to chronic lung, sinus and ear infections. The study results, published in the current issue of PLOS ONE, illustrate how bacterial biofilms can actually thrive, rather than decrease, when given low doses of antibiotics.
"This research addresses the long standing issues surrounding chronic ear infections and why some children experience repeated ear infections even after antibiotic treatment," said Paul Webster, PhD, lead author, senior staff scientist at USC and senior faculty at the Oak Crest Institute of Science. "Once the biofilm forms, it becomes stronger with each treatment of antibiotics."
During the study, non-typeable Haemophilus influenzae (NTHi) bacteria a common pathogen of humans was exposed to non-lethal doses of ampicillin, a class of antibiotics commonly used to treat respiratory, sinus and ear infections, or other beta-lactam antibiotics. The dose of the antibiotic was not enough to kill the bacteria which allowed the bacteria to react to the antibiotic by producing glycogen, a complex sugar often used by bacteria as a food source, to produce stronger biofilms when grown in the laboratory.
Biofilms are highly structured communities of microorganisms that attach to one another and to surfaces. The microorganisms group together and form a slimy, polysaccharide cover. This layer is highly protective for the organisms within it, and when new bacteria are produced they stay within the slimy layer. With the introduction of antibiotic-produced glycogen, the biofilms have an almost endless food source that can be used once antibiotic exposure has ended.
There are currently no approved treatments for biofilm-related infections. Therefore, bacteria forced into forming stronger biofilms will become more difficult to treat and will cause more severe chronic infections. Adults will suffer protracted lung infections as the bacteria hunker down into their protective slime, and children will have repeated ear infections. What may appear to be antibiotic resistance when an infection does not clear up may actually be biofilms at work.
Webster believes modern medicine needs to find ways of detecting and treating biofilm infections before the bacteria are able to form these protective structures. The difficulties of treating biofilm infections, which can be up to 1,000 times more resistant to antibiotics, have prompted some physicians to propose a gradual move away from traditional antibiotic treatments and toward non-antibiotic therapies.
"If antibiotics are to continue to be relevant for treating bacterial infections it is important that their effects on biofilms be explored," says Dr. Webster.
"One step in this direction would be to develop routine screening methods to test the effects of antibiotics on in vitro formed biofilms."
Story Source:
The above story is based on materials provided by Oak Crest Institute of Science. Note: Materials may be edited for content and length.
Journal Reference:
Siva Wu, Xiaojin Li, Manjula Gunawardana, Kathleen Maguire, Debbie Guerrero-Given, Christoph Schaudinn, Charles Wang, Marc M. Baum, Paul Webster. Beta- Lactam Antibiotics Stimulate Biofilm Formation in Non-Typeable Haemophilus influenzae by Up-Regulating Carbohydrate Metabolism. PLoS ONE, 2014; 9 (7): e99204 DOI: 10.1371/journal.pone.0099204
-
Sailairina
- Viestit:565
- Liittynyt:Ma Tammi 19, 2009 16:04
- Paikkakunta:Kaarina
Re: BIOFILMI SUOJAA BAKTEEREITA ANTIBIOOTEILTA
http://www.akademiai.com/doi/abs/10.155 ... 2015.00049
European Journal of Microbiology and Immunology > List of Issues > Ahead of Print > DOI: 10.1556/1886.2015.00049
Evidence of in vivo existence of Borrelia biofilm in borrelial lymphocytomas
E. Sapi Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
*Corresponding author: Eva Sapi; 300 Boston Post Road, West Haven CT 06516, USA; Phone: +1-203-479-4552, E-mail: esapi@newhaven.edu
K. Balasubramanian Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
A. Poruri Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
J. S. Maghsoudlou Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
K. M. Socarras Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
A. V. Timmaraju Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
K. R. Filush Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
K. Gupta Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
S. Shaikh Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
P. A. S. TheophilusRelated information1Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
D. F. LueckeRelated information1Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
A. MacDonaldRelated information1Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
B. ZelgerRelated information2Department of Dermatology and Venereology, Medical University Innsbruck, Innsbruck, Austria
*Corresponding author: Eva Sapi; 300 Boston Post Road, West Haven CT 06516, USA; Phone: +1-203-479-4552, E-mail: esapi@newhaven.edu
Published Online: February 09, 2016
Abstract
Lyme borreliosis, caused by the spirochete Borrelia burgdorferi sensu lato, has grown into a major public health problem. We recently identified a novel morphological form of B. burgdorferi, called biofilm, a structure that is well known to be highly resistant to antibiotics. However, there is no evidence of the existence of Borrelia biofilm in vivo; therefore, the main goal of this study was to determine the presence of Borrelia biofilm in infected human skin tissues. Archived skin biopsy tissues from borrelial lymphocytomas (BL) were reexamined for the presence of B. burgdorferi sensu lato using Borrelia-specific immunohistochemical staining (IHC), fluorescent in situ hybridization, combined fluorescent in situ hybridization (FISH)—IHC, polymerase chain reaction (PCR), and fluorescent and atomic force microscopy methods. Our morphological and histological analyses showed that significant amounts of Borrelia-positive spirochetes and aggregates exist in the BL tissues. Analyzing structures positive for Borrelia showed that aggregates, but not spirochetes, expressed biofilm markers such as protective layers of different mucopolysaccharides, especially alginate. Atomic force microscopy revealed additional hallmark biofilm features of the Borrelia/alginate-positive aggregates such as inside channels and surface protrusions. In summary, this is the first study that demonstrates the presence of Borrelia biofilm in human infected skin tissues.
Alkuperäinen artikkeli kokonaisuudessaan pdf-tiedostona: http://www.akademiai.com/doi/pdf/10.155 ... 2015.00049
European Journal of Microbiology and Immunology > List of Issues > Ahead of Print > DOI: 10.1556/1886.2015.00049
Evidence of in vivo existence of Borrelia biofilm in borrelial lymphocytomas
E. Sapi Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
*Corresponding author: Eva Sapi; 300 Boston Post Road, West Haven CT 06516, USA; Phone: +1-203-479-4552, E-mail: esapi@newhaven.edu
K. Balasubramanian Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
A. Poruri Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
J. S. Maghsoudlou Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
K. M. Socarras Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
A. V. Timmaraju Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
K. R. Filush Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
K. Gupta Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
S. Shaikh Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
P. A. S. TheophilusRelated information1Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
D. F. LueckeRelated information1Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
A. MacDonaldRelated information1Department of Biology and Environmental Science, University of New Haven, West Haven, CT 06516, USA
B. ZelgerRelated information2Department of Dermatology and Venereology, Medical University Innsbruck, Innsbruck, Austria
*Corresponding author: Eva Sapi; 300 Boston Post Road, West Haven CT 06516, USA; Phone: +1-203-479-4552, E-mail: esapi@newhaven.edu
Published Online: February 09, 2016
Abstract
Lyme borreliosis, caused by the spirochete Borrelia burgdorferi sensu lato, has grown into a major public health problem. We recently identified a novel morphological form of B. burgdorferi, called biofilm, a structure that is well known to be highly resistant to antibiotics. However, there is no evidence of the existence of Borrelia biofilm in vivo; therefore, the main goal of this study was to determine the presence of Borrelia biofilm in infected human skin tissues. Archived skin biopsy tissues from borrelial lymphocytomas (BL) were reexamined for the presence of B. burgdorferi sensu lato using Borrelia-specific immunohistochemical staining (IHC), fluorescent in situ hybridization, combined fluorescent in situ hybridization (FISH)—IHC, polymerase chain reaction (PCR), and fluorescent and atomic force microscopy methods. Our morphological and histological analyses showed that significant amounts of Borrelia-positive spirochetes and aggregates exist in the BL tissues. Analyzing structures positive for Borrelia showed that aggregates, but not spirochetes, expressed biofilm markers such as protective layers of different mucopolysaccharides, especially alginate. Atomic force microscopy revealed additional hallmark biofilm features of the Borrelia/alginate-positive aggregates such as inside channels and surface protrusions. In summary, this is the first study that demonstrates the presence of Borrelia biofilm in human infected skin tissues.
Alkuperäinen artikkeli kokonaisuudessaan pdf-tiedostona: http://www.akademiai.com/doi/pdf/10.155 ... 2015.00049
-
Sailairina
- Viestit:565
- Liittynyt:Ma Tammi 19, 2009 16:04
- Paikkakunta:Kaarina