W ciągu wielu lat bakterie nabyły szereg zdolności umożliwiających im przeżycie w różnych warunkach. Jedną z nich jest zdolność tworzenia wysoce zorganizowanych, wielokomórkowych skupisk określanych mianem biofilmu¹. W mikroświecie zdolność do jego tworzenia ma wiele bakterii, m.in. Staphylococcus aureus, Staphylo­coccus epidermidis, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, a także Pseudomonas aeruginosa, które stanowią jedną z najczęstszych przyczyn infekcji szpitalnych. Szacuje się, że może to być nawet 70-80% przypadków, co stanowi olbrzymie wyzwanie dla pracowników medycznych².

Proces powstania biofilmu jest wieloetapowy i wymaga wielu przystosowań ze strony drobnoustrojów^1,2. Bakterie dzięki obecności specyficznych białek wykazują zdolność adhezji zarówno do materiałów ożywionych (np. rany), jak i nieożywionych (np. implanty), a pojedyncze komórki tworzące biofilm różnią się od planktonowych komórek bakteryjnych¹. W celu zapewnienia najkorzystniejszych warunków do przeżycia w obrębie biofilmu bakterie nabyły wiele zdolności adaptacyjnych. Kluczowa jest możliwość modyfikacji własnego metabolizmu w zależności od dostępności pożywienia. Ponadto zmienność fenotypowa pojedynczych komórek pozwala im na wyspecjalizowanie się w pełnieniu określonych funkcji, a produkcja odpowiednich substancji regulowanych przez konkretne geny w odpowiedzi na liczebność populacji stanowi rodzaj swoistej komunikacji pomiędzy nimi. Umiejętność ta warunkuje zjawisko określane jako „quorum sensing”, znane również jako „wyczuwanie liczebności”. Polega ono na wzajemnym informowaniu się bakterii o konieczności dalszego namnażania, aż do osiągnięcia odpowiedniej liczebności. Następnie dochodzi do redukcji wydzielania substancji komunikujących. W przypadku uszkodzenia biofilmu, a co za tym idzie – zmniejszenia liczebności bakterii, może nastąpić ponowne uruchomienie szlaku informacyjnego, co przyczyni się do odbudowy struktury^1-4.

Utrzymanie mikrośrodowiska wewnątrz struktury biofilmu umożliwia wytworzona pozakomórkowa, polisacharydowa matryca, która oprócz separacji bakterii od środowiska zewnętrznego zapewnia bezpośrednią ochronę przed antybiotykami oraz enzymami1,2. Biof...