Kvasinkový biofilm v humánní medicíně

RŮŽIČKA, Filip, Veronika HOLÁ and Miroslav VOTAVA. Kvasinkový biofilm v humánní medicíně (The yeast biofilm in human medicine). Klinická mikrobiologie a infekční lékařství. Praha: TRIOS s.r.o. Praha, 2007, vol. 13, No 4, p. 145-149, 149 pp. ISSN 1211-264X.

Basic information

• Original name: Kvasinkový biofilm v humánní medicíně
• Name (in English): The yeast biofilm in human medicine
• Authors: RŮŽIČKA, Filip (203 Czech Republic, guarantor), Veronika HOLÁ (203 Czech Republic) and Miroslav VOTAVA (203 Czech Republic).
• Edition: Klinická mikrobiologie a infekční lékařství, Praha, TRIOS s.r.o. Praha, 2007, 1211-264X.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10600 1.6 Biological sciences
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• RIV identification code: RIV/00216224:14110/07:00028193
• Organization unit: Faculty of Medicine
• Keywords in English: biofilm; adhesion; Candida; yeast; antifungals; sensitivity; quorum sensing
• Tags: adhesion, antifungals, biofilm, CANDIDA, quorum sensing, sensitivity, Yeast
• Tags: Reviewed

Abstract

V posledních desetiletích vzrostl význam kvasinek rodu Candida jako původců nozokomiálních infekcí. Jedním z významných faktorů virulence, které se na vzniku a rozvoji těchto infekcí podílejí, je tvorba biofilmu. Tento faktor virulence kvasinkám umožňuje kolonizovat nativní povrchy i umělé implantáty. Nejčastějším zdrojem infekce je sám pacient, zvl. jeho gastrointestinální trakt a kůže. Jako vektor exogenních kvasinkových infekcí se uplatňují především ruce personálu a kontaminované zdravotnické pomůcky. O adhezi kvasinek na povrch implantátu rozhodují vlastnosti povrchů implantátu i kvasinky. Následuje proliferace, tvorba mikrokolonií a produkce extracelulární matrix. Velký význam pro konečnou strukturu biofilmu má též tvorba hyf a pseudohyf. Celý proces tvorby biofilmu je řízen řadou regulačních systémů, mezi kterými hraje klíčovou úlohu systém quorum sensing. Stejně jako přisedlé bakteriální kultury, také kandidy rostoucí ve formě biofilmu jsou vysoce rezistentní k antimikrobiální terapii. Rezistence kvasinkových biofilmů k antimykotikům je komplexní proces, na kterém se podílí více faktorů. Jde především o zvýšenou expresi genů (např. genů kódujících tzv. multidrug efflux pumps), o omezenou penetraci látek přes extracelulární matrix, o zpomalený růst buněk a o změnu mikroprostředí v hlubších vrstvách biofilmu. Koncentrace antimykotik schopných efektivně zasáhnout buňky v biofilmu přesahují, až o několik řádů, hodnoty konvenčně stanovených MIC. Z důvodů této vysoké rezistence biofilmu pak léčba biofilmových infekcí pomocí antimykotik často selhává. Proto by měl být, pokud je to možné, kolonizovaný implantát odstraněn. Při konzervativní terapii je pak potřeba volit antimykotika s prokázaným efektem na biofilm (např. caspofungin). Nejefektivnějším opatřením v boji proti biofilmovým infekcím je prevence, která se týká především dodržováním aseptických postupů při manipulaci s implantáty a jejich správné ošetřování

Abstract (in English)

In recent years, the role of Candida yeasts as causative agents of nosocomial infections has increased. One of the important virulence factors contributing to the development of such infections is biofilm production. This virulence factor enables yeast to colonize both native surfaces and artificial implants. The most common sources of infection are patients themselves, in particular the gastrointestinal tract and skin. The vectors of exogenous yeast infections are predominantly the hands of the health personnel and contaminated medical instruments. The adhesion of yeasts to the implant surfaces is determined both by implant surface and yeast characteristics. This is followed by proliferation and production of microcolonies and extracellular matrix. The final biofilm structure is also influenced by the production of hyphae and pseudohyphae. The entire process of biofilm production is controlled by numerous regulatory systems, with the key role being played by the quorum sensing system. Like the adhered bacterial cultures, candidas growing in the form of a biofilm are highly resistant to antimicrobial therapy. Resistance of yeast biofilms to antifungals is a complex process with multiple contributing factors. These are especially increased gene expression (e.g. genes encoding the so called multidrug efflux pumps), limited penetration of substances through the extracellular matrix, inhibited cell growth and altered microenvironment in deeper biofilm layers. The concentrations of antifungals able to effectively affect the biofilm cells exceed, by several orders of magnitude, the values of conventionally determined MICs. High biofilm resistance results in ineffective antifungal therapy of biofilm infections. Therefore, if possible, the colonized implant should be removed. Conservative therapy should involve antifungals with a proven effect on the biofilm (e.g. caspofungin). The most effective measure in fighting biofilm infections is prevention, especially adhering to aseptic techniques when manipulating with implants and their correct maintenance.

Links

• NR7980, research and development project: Name: Průkaz biofilmu jako faktoru virulence u kvasinek izolovaných od pacientů s infekcí krevního řečiště

Investor: Ministry of Health of the CR