Biofilms: Estructura, Formación y Resistencia de las Comunidades Microbianas

Biofilms: Una Estrategia Universal de Resistencia Microbiana

En el ámbito de la microbiología, la endospora se reconoce como una forma de resistencia individual, mientras que los biofilms representan otra forma más universal de entender la resistencia colectiva.

Definición de Biofilm

Un biofilm es una agrupación de microorganismos (tanto procariotas como eucariotas) inmovilizados sobre una superficie, ya sea inerte o viva, y protegidos por una matriz extracelular de origen microbiano.

Formación del Biofilm

El proceso de desarrollo de estas estructuras sigue una secuencia específica:

• Primeros colonizadores: Inicialmente, existen bacterias capaces de adherirse a la superficie. Estos colonizadores poseen en su reserva genética genes que codifican para la producción de la matriz extracelular.
• Reclutamiento: Sobre esta materia orgánica se unen otros microorganismos que no necesariamente pertenecen a la misma especie.
• Comunidad pluricelular: De esta manera, se va estructurando la comunidad, llegándose a hablar incluso de un comportamiento similar al de un organismo pluricelular.

Características y Ventajas Evolutivas

La formación de biofilms es sumamente ventajosa para la supervivencia; de hecho, la mayor parte de la biomasa bacteriana en el planeta se constituye bajo esta forma.

Ventajas de Protección

Los biofilms permiten la supervivencia frente a diversos factores adversos:

• En la naturaleza: Ofrecen protección en ambientes oligotróficos (pobres en nutrientes), frente a la desecación, ante los fagos (virus que infectan bacterias) y contra los protozoos.
• En la industria: Aumentan drásticamente la resistencia a los biocidas (agentes y sustancias que destruyen a los microorganismos). El biofilm puede hacer a las bacterias hasta 100 veces más resistentes a estos agentes.
• En la clínica: Son significativamente más resistentes frente a los antimicrobianos y proporcionan una defensa eficaz frente al sistema inmunitario del hospedador.

Es importante señalar que las bacterias que forman parte de un biofilm pueden liberarse eventualmente y convertirse en nuevos colonizadores de otras superficies.

Consecuencias para el Ser Humano

Impactos Positivos

Depuración de las aguas: Se utilizan biofilms para eliminar la materia orgánica de las aguas residuales, empleando las bacterias adecuadas para que oxiden dicha materia.

Impactos Negativos

1. Corrosión y obstrucción: Afectan a cañerías y superficies de conducción de agua, petróleo y gas. También impactan en la industria de alimentos (como en los conductos de leche) y en conducciones eléctricas.
2. Biodeterioro: Afectan a las industrias de polímeros orgánicos.
3. Infecciones: Favorecen la colonización patógena y la resistencia al sistema inmune.

Ámbitos de Infección Clínica

• Tejidos vivos: Afectan al pulmón (tuberculosis), al oído y al tracto urogenital (prostatitis, vaginitis).
• Tejido muerto: Pueden desarrollarse entre fragmentos de hueso.
• Infecciones hospitalarias (nosocomiales): Los catéteres, marcapasos, implantes y válvulas son los lugares más propensos para que los microorganismos formen biofilms.
• Legionella: Este patógeno prefiere formar biofilms en lugares húmedos como sistemas de aire acondicionado, conductos de agua y cisternas.