Bacterie blijkt stijfkop

Microbe mijdt meegaand materiaal

Veel bacteriën maken graag films. Geen Hollywood- of Bollywoodproducties maar biofilms, dunne laagjes dus. Dat doen ze het liefst op stijve oppervlakken, aldus een groep wetenschappers van het befaamde technologisch instituut MIT. Deze kennis komt van pas in het ziekenhuis.

Soms besluiten vrij rondzwemmende of –zwevende bacteriën om zich te verenigen in een dun vliesje: een biofilm. In een enkel geval is zo’n biofilm op een nuttige manier te gebruiken, maar vaak zijn de dunne vliesjes ongewenst. Bijvoorbeeld op medische instrumenten of apparatuur zoals pacemakers. Bacteriën die normaalgesproken geen schade veroorzaken, kunnen tot nare infecties leiden wanneer zij het lichaam binnenkomen tijdens een operatie, of als de weerstand laag is.

De kans op een wondinfectie na operatie kan oplopen tot wel 15 procent. Hoe groot die kans precies is hangt onder meer af van het type ingreep. Het risico op infectie is vele malen groter na bevalling via een keizersnede dan na het inbrengen van een heupprothese. Maar een geïnfecteerde kunstheup is ook geen pretje.

Een team van onderzoekers, onder leiding van Krystyn van Vliet, publiceerde afgelopen week in het vakblad Biomacromolecules een nieuwe methode om biofilms weg te houden. Hoe stijver het materiaal, des te gemakkelijker een bacterie zich erop nestelt, zo luidt hun bevinding.

In hun experiment brachten zij een speciaal ontwikkelde deklaag aan op stukjes glas en chirurgisch metaal. Daarna kregen bacteriën twee uur de tijd om biofilms te vormen op het deklaagje. En, zo bleek, op een stijver laagje groeiden meer bacteriekolonies dan op een flexibeler laagje.

Een dun laagje verandert op het oog niets aan de stijfheid van het object. Maar voor een kleine bacterie is een laagje van een micrometer of 50 al voldoende om het onderliggende, stijve object niet meer te voelen. Zijn ‘vingers’ – oftewel pili – reiken immers niet verder dan een paar micrometer.

Hoe maken bacteriën eigenlijk een film? Als eerste moet de pionierbacterie zich hechten aan het oppervlak dat hij voor ogen heeft. Hij kleeft aan het materiaal als een regendruppel aan een raam. Loslaten is dan nog mogelijk. Dat gaat niet meer als hij zichzelf met zijn pili vastbindt aan het oppervlak. Daarna kan hij andere bacteriën helpen om ook te binden en een groepje te vormen. Het wordt al gauw een dolle boel.

Als er voldoende bacteriën bij elkaar gekomen zijn, kunnen zij zich organiseren. De een zorgt voor voedingsstoffen, weer anderen zorgen voor bescherming. Het zijn die beschermende bacteriën die biofilms zo stabiel maken. De suikers die zij uitscheiden vormen een soort exoskelet, zoals een krab dat heeft.

Dat bacteriën onvermurwbaar zijn blijkt uit de onmenselijke omstandigheden waarin ze soms leven. Denk maar eens aan microbes die van radioactieve straling geen punt maken. Daarnaast maakt het feit dat ze door vrijwel elk gaatje heen kunnen, de kans klein dat bacteriën volledig te weren zijn uit operatiekamers. Maar die kans kan wel teruggebracht worden.

Door een laagje antibioticum aan te brengen op medische instrumenten bijvoorbeeld. Ook zijn bacteriën niet erg dol op piepkleine metaaldeeltjes die ingemetseld zijn op het materiaaloppervlak. Minder kans dus op infectie, als scalpel en kunstheup voorzien zijn van een dun laagje flexibel, bacteriewerend spul.

Link naar het originele artikel.