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Objetivo de los investigadores de Empa para luchar biofilms indeseados

Algunos de nosotros se hospitalicen que se están sintiendo mal bastante que mejor. Por término medio, infecciones “nosocomiales” afecta al siete por ciento de todos los pacientes en países industrializados. En Unidades de Cuidados Intensivos, el riesgo aumenta aún más. Esto puede dar lugar a enfermedades serias y al envenenamiento de la sangre peligroso para la vida.

Si tratan a los pacientes con dimensiones médicas invasores, los gérmenes del hospital tienen un rato determinado fácil de él: Si los tubos se insertan en la carrocería, por ejemplo para ventilarla, suministrarla los líquidos o drenar la orina, los agentes infecciosos ganan rápidamente un asimiento. Es todavía no entendible cómo estas infecciones pueden ser prevenidas. Las personas de los científicos y de los médicos de Empa del hospital cantonal de St Gallen están trabajando actualmente en un proyecto dirigido reduciendo el riesgo de infecciones del hospital.

El foco miente en el análisis de biofilms, acumulaciones de gérmenes en las superficies que se extienden en catéteres, por ejemplo, urinarios. Sin embargo, si se van los materiales a ser diseñados prevenir la formación de biofilms, debe primero ser establecido cómo el incremento del germen ocurre real en superficies. No es simple posible desarrollar dimensiones protectoras convenientes contra el desconocido. Y aquí es donde el remedio ha adherido literalmente en la oscuridad - porque era en gran parte desconocida qué crece exactamente dentro de un catéter.

El investigador Qun Ren de Empa está en la caza para los secretos dentro de los stents del polímero. Así como los médicos del hospital de St Gallen, ella investigó muestras de los stents ureterales de casi 90 pacientes. El uso de un catéter o de un stent en el uréter es un procedimiento común, por ejemplo en el tratamiento de las piedras de riñón.

Si se utiliza tal stent, sin embargo, los síntomas y las infecciones de vías urinarias ocurren bastante con frecuencia.”

Qun Ren, Empa

Esto también fue vista con los pacientes que ella examinó: Después de un período comparativamente corto de cerca de 3 semanas en la carrocería, no sólo los cristales del calcio (de la orina) fueron depositados en los tubos; el investigador también encontró acumulaciones bacterianas en las muestras. Los “Biofilms habían formado en la superficie del material, del cual podríamos cultivar bacterias vivas,” ella dicen.

La criatura en el tubo

Y está exacto con estos biofilms que los científicos esperen cuál es probablemente el estar vivo más acertado del mundo de sus manos: Acumulaciones bacterianas embutidas en una matriz fangosa de producción propia que se comportan como un único organismo. Y han estado alrededor mucho antes de que nosotros: Los Biofilms se pueden encontrar ya en los fósiles sabidos más viejos de la historia de la tierra. Se da a sus estrategias asombrosas de la supervivencia la apenas asombrosamente que han persistido y han prosperado desde entonces bajo el peor de condiciones por ejemplo en los catéteres urinarios.

Los gracias a una capa húmeda de biopolímeros, las bacterias que viven juntos en biofilms se protegen, movible y se conectan el uno al otro. Intercambian feliz el material genético útil, comunican vía señales y parte químicos a la superficie cuando las capas más profundas de la “parte plana” sufren de hambre. Los antibióticos y los desinfectantes penetran apenas la película, y en caso de necesidad envían a un grupo de pioneros a una nueva situación y encontraron a otras colonias, bonitas como un tumor metastático.

Experto como una salamandra

Cuál es acertado en naturaleza puede terminar malo en hospitales. El objetivo es, por lo tanto, desarrollar los nuevos materiales, por ejemplo para los stents que reducen el riesgo de infección. “Una acción dominante en la formación de un biofilm es el momento en que la fijación movible de las bacterias a una superficie,” explica Ren. Algunos de los microorganismos utilizan el mismo truco que las salamandras, que pueden aferrarse en un cristal al revés: Utilizan las fuerzas de van der Waals, las acciones recíprocas entre sus propias moléculas y las de la superficie que se supone para ofrecerles un nuevo hogar. Otros ejemplos recubren las superficies de tubos y de stents con una capa conveniente, que les ayuda para establecer en la superficie. “Para mantener lejos bacterias, debemos prevenir así el proceso de la agregación,” dice Ren.

El requisito previo para los materiales y las capas realizables que resisten los gérmenes es la transferencia inconsútil de los resultados de investigación “del banco de trabajo a la cabecera”. Un material puede probarse solamente si los análisis en el laboratorio son tan realistas como sea posible. Los investigadores de Empa, por lo tanto, han desarrollado un modelo de varias partes del laboratorio, las condiciones cuyo esté tan cerca como sea posible a ésos en el hospital.

Los materiales nuevos potenciales del catéter se enjuagan con los líquidos en un biorreactor, como en el caso de un stent urinario real dentro de la carrocería. Todos los microorganismos aislados se examinan usando microscopia confocal, cultura bacteriana y análisis genético. Al mismo tiempo, la superficie de material que se reviste con los cristales del calcio se caracteriza usando análisis de radiografía. “Podemos producir solamente seguro y los nuevos materiales muy eficientes que son resistentes a los biofilms bacterianos si conocemos exactamente cuál son capaces estos microorganismos,” dijo a Ren.

Las muestras del hospital cantonal en St Gallen ahora se han utilizado para mostrar exactamente qué suceso en la carrocería con los catéteres hechos de materiales convencionales. Puesto que todos los éstos eran pacientes sin signos de la infección antes de que el catéter fuera insertado y quién llevó el stent por solamente un breve periodo de tiempo en sus carrocerías, todos los biofilms aislados eran suaves, como podía ser preveído. Sin embargo, se ponía de manifiesto que ciertos tipos de bacterias tienen gusto de ocurrir juntos. Por ejemplo, algunos pacientes tenían enterobacterias dañinas en sus muestras, mientras que otros tenían especies de microorganismos tales como bacterias del ácido láctico, que se piensan para tener un efecto protector.

Los investigadores ahora investigarán cómo estos diversos “urotypes” se asocian al riesgo de infección del hospital. También están discutiendo la posibilidad de modificar superficies diferentemente según ciertos subconjuntos de pacientes. En el paso siguiente, las personas proyectan examinar muestras de tratamientos a largo plazo y de pacientes infectados.