Биоплёнки как факторы антибиотикорезистентности и толерантности бактерий

Мультирезистентные бактерии представляют глобальную угрозу для здоровья человека и животных. Однако они составляют лишь часть проблемы неэффективности антибиотиков. Другой бактериальной стратегией, повышающей способность микроорганизмов противостоять антимикробным препаратам, является образование биоплёнок. Биоплёнки представляют собой сообщества микроорганизмов, заключённых в самостоятельно вырабатываемый внеклеточный матрикс. Они формируют особую среду, обеспечивающую толерантность и устойчивость бактерий к антибиотикам посредством различных механизмов, зависящих от состава и архитектуры биоплёнки, стадии её развития и условий роста. Структура биоплёнки затрудняет проникновение антибиотиков и может препятствовать достижению бактерицидных концентраций во всех её участках. Кроме того, градиенты распределения питательных веществ и кислорода внутри биоплёнки формируют различные метаболические состояния отдельных клеток и способствуют развитию толерантности к антибиотикам и бактериальной персистенции. В биоплёнках также может развиваться антибиотикорезистентность посредством различных механизмов. В отдельных участках биоплёнки может индуцироваться экспрессия эффлюксных насосов, повышаться частота мутаций, а наличие внеклеточной ДНК и тесный контакт между клетками способствуют горизонтальному переносу генов. Глубокое понимание механизмов, посредством которых биоплёнки обусловливают толерантность и устойчивость к антибиотикам, помогает разрабатывать новые стратегии борьбы с такими инфекциями.