Biofilmy bakteryjne w patogenezie nawrotowej anginy

Biofilmy bakteryjne stanowią jeden z najważniejszych mechanizmów patogenetycznych w nawrotowej anginie, tworząc złożone struktury w wilgotnych i ciepłych fałdach migdałków¹. Te zorganizowane wspólnoty mikroorganizmów zostały zidentyfikowane jako główna przyczyna nawracających infekcji, które często tworzą rezerwuar zakażeń w kryptach migdałkowych¹².

Charakterystyka i budowa biofilmów migdałkowych

Biofilmy to wspólnoty mikroorganizmów, które żyją w tym stanie i zyskują przewagę w porównaniu z bakteriami planktonicznymi³. Szacuje się, że 99% bakterii biosfery żyje w biofilmach, co podkreśla znaczenie tego mechanizmu przetrwania³. Bakterie mogą istnieć w kilku formach: jako swobodnie pływające, pojedyncze planktoniczne lub w organizacji biofilmowej zawierającej miliony bakterii⁴.

Tkanka migdałkowa i gruczoły adenoidalne są szczególnie predysponowane do tworzenia biofilmów ze względu na kryptyczną strukturę tkanki i bezpośrednie, powtarzające się narażenie na bakteryjne patogeny oddechowe⁵. Badania z wykorzystaniem innowacyjnej techniki obrazowania w pojedynczych przekrojach ludzkiej tkanki śluzowej wykazały obecność biofilmów u 70,8% pacjentów z przewlekłą anginą¹.

Mechanizmy oporności biofilmów

Mikroorganizmy w biofilmach są charakterystycznie bardziej oporne na środki przeciwdrobnoustrojowe i czynniki środowiskowe, przez co są bardzo trudne do wyeliminowania⁶. Obecność biofilmu wyjaśnia nieaktywność antybiotyków i tym samym nawroty infekcji⁵.

Biofilmy chronią bakterie przed odpowiedzią obronną gospodarza i prowadzą do powstania oporności na stosowaną terapię⁵. Ten mechanizm oporności ma wielopoziomowy charakter – biofilmy tworzą fizyczną barierę ograniczającą penetrację antybiotyków, a jednocześnie bakterie w ich obrębie komunikują się poprzez mechanizmy quorum sensing, koordynując odpowiedź na zagrożenia.

Genetyczne uwarunkowania tworzenia biofilmów

Badania wykazały, że dziedziczenie genetyczne może determinować nasilenie uszkodzeń migdałkowych wraz z odpowiedzią immunologiczną u dzieci z nawrotową przewlekłą anginą w wywiadzie u obojga rodziców⁴. Pierwsze badanie związane z histomorfometrycznym badaniem tkanek migdałkowych dzieci z nawrotową/przewlekłą anginą u obojga rodziców oraz objętością biofilmu w tkance migdałkowej wykazało, że grubość i objętość biofilmu bakteryjnego u dzieci z nawrotową przewlekłą anginą u obojga rodziców była większa w badaniach mikroskopii świetlnej⁷.

Istotne jest ujawnienie związku między objętością-grubością biofilmu a predyspozycją genetyczną u tych pacjentów⁷. Te odkrycia sugerują, że podatność na tworzenie biofilmów może być dziedziczona i wpływać na przebieg nawrotowej anginy.

Biofilmy jako przyczyna przewlekłych infekcji

Biofilm jest uważany za główny czynnik mikrobiologiczny, który prowadzi do przewlekłych infekcji⁵. Przewlekła angina to długotrwała infekcja, która występuje w wyniku wielu powtarzających się infekcji migdałków⁵. Patogeneza tej choroby jest konsekwencją kilku powtarzających się epizodów ostrej anginy lub w wyniku uporczywej infekcji, która prowadzi do przewlekłego zapalenia będącego długotrwałym i powoli postępującym⁵.

Przyczyna takich nawracających infekcji została zidentyfikowana jako mikroorganizmy, które często tworzą biofilmy i rezerwuar infekcji w wilgotnych i ciepłych fałdach migdałków¹. Bakteryjne biofilmy są znaczącą przyczyną nawracającej anginy zarówno u dzieci, jak i dorosłych².

Nowoczesne strategie leczenia biofilmów

Ze względu na eksplozję oporności na antybiotyki wielu szczepów drobnoustrojów na całym świecie, społeczność badawcza i medyczna została zmuszona do znalezienia alternatywnej strategii zarządzania chorobami związanymi z biofilmami⁶. Obecne badania muszą się skupić na rozwoju norspermidyny, BdcA, aminokwasów D i innych poliamin jako nowatorskiego podejścia przeciwbiofilmowego⁸.

Badania wykazały, że dawki terapeutyczne kwasu acetylosalicylowego (ASA) i N-acetylocysteiny (NAC) zmniejszają tworzenie biofilmu śluzówki migdałkowej w przewlekłej lub nawracającej anginie⁸. Inne irackie badanie wykazało silną korelację między biofilmem Streptococcus pyogenes a nawracającą anginą oraz że trzy rodzaje octu całkowicie eliminowały biofilm paciorkowcowy: daktylowy (100%), jabłkowy (95,5%) i winogronowy (90,9%)⁸.

Fizyczne usuwanie biofilmów

Badacze uważają, że fizyczne usuwanie biofilmu z powierzchni migdałków in vivo (poprzez szczotkowanie lub użycie baniek aktywowanych ultradźwiękami) doprowadzi do większej skuteczności miejscowych środków przeciwdrobnoustrojowych i zmniejszy potrzebę systemowych środków przeciwdrobnoustrojowych⁸.

Płukanka chlorheksydynowa wydaje się być skuteczna w znacznym zmniejszaniu liczby mikrokolonii bakteryjnych, które istnieją w kryptach uczestników z nawracającą anginą⁹. Zmniejszenie mikrokolonii bakteryjnych w kryptach pacjentów z nawracającą anginą jest niezbędne, ponieważ prawdopodobnie powodują one wysiękowo-zapalny charakter migdałków w chorobie, prowadząc do objawów, w tym nieświeżego oddechu, bólu przy przełykaniu i gorączki⁹.

Znaczenie biofilmów w różnych chorobach

Tworzenie biofilmu bakteryjnego jest odpowiedzialne za rozwój infekcji od ostrej do przewlekłej w kilku chorobach, w tym mukowiscydozie, paradontozie, infekcyjnym zapaleniu wsierdzia, uporczywym zapaleniu ucha środkowego, przewlekłym zapaleniu zatok, przewlekłej anginie, zapaleniu prostaty, przewlekłym zapaleniu kości i szpiku, atopowym zapaleniu skóry, grzybicy paznokci, próchniecy zębów, infekcyjnych kamicach nerkowych i przewlekłych ranach³.

Biofilmy mogą również tworzyć się na dowolnej powierzchni, żywej lub nieżywej, nawet na urządzeniach klinicznych, takich jak rozruszniki serca, implanty i cewniki, i są bardzo trudne do wyeliminowania, co uwydatnia konsekwencje kliniczne³. To szerokie spektrum chorób związanych z biofilmami podkreśla uniwersalność tego mechanizmu patogenetycznego i potrzebę rozwoju skutecznych metod terapeutycznych.