1. Definiendo el Biofilm
En su núcleo, un biofilm es:
“Una comunidad microbiana sésil caracterizada por células que están irreversiblemente unidas a una superficie o entre sí, empotradas en una matriz de EPS, y que exhiben un fenotipo alterado con respecto a la tasa de crecimiento y la transcripción génica.”
— Costerton et al., 1995
La matriz de EPS—compuesta principalmente de polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos—actúa como una barrera protectora y un andamiaje estructural, haciendo que los biofilms sean altamente resistentes a las tensiones externas.
2. Composición Microbiana
Los biofilms no son colonias de una sola especie. En la mayoría de los casos, son consorcios de múltiples especies que incluyen:
- Bacterias (por ejemplo, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus)
- Hongos (por ejemplo, Candida albicans)
- Algas
- Protozoos
Estos organismos se comunican utilizando señales químicas (detección de quorum) y coordinan su comportamiento para la supervivencia y adaptación.
3. El Ciclo de Vida del Biofilm
La formación de biofilm es un proceso dinámico que ocurre en varias etapas:
Adhesión: Microbios en estado libre (planctónicos) se adhieren débilmente a una superficie.
Microcolonia: Las células producen EPS y se anclan firmemente a la superficie.
Biofilm temprano: Etapa inicial de crecimiento para una colonia madura
Maduración: El biofilm crece en complejidad y grosor, formando canales para el intercambio de nutrientes y desechos.
Dispersión: Células o grupos se desprenden y regresan al estado planctónico para colonizar nuevas superficies.
Cada etapa está regulada por condiciones ambientales y comunicación microbiana.
4. Dónde se Forma el Biofilm
Los biofilms pueden formarse en prácticamente cualquier superficie que sea:
Húmeda
Rica en nutrientes
Expuesta con el tiempo
Ejemplos comunes:
Dientes (plaque dental)
Implantes médicos (catéteres, prótesis)
Tuberías industriales
Membranas de filtración de agua
Superficies naturales (rocas en ríos, raíces de plantas)
5. Por qué Importan los Biofilms
Los biofilms son más que solo una molestia—tienen impactos significativos en diversos sectores:
Medicina
Las infecciones asociadas con biofilms son notoriamente difíciles de tratar y a menudo recurren.
Industria
Los biofilms causan corrosión, obstrucciones y contaminación en sistemas de agua y equipos de fabricación.
Agricultura
Afectan la eficiencia de riego y la salud de las plantas.
Medio Ambiente
Influyen en el ciclo de nutrientes y la descomposición de contaminantes en sistemas acuáticos.
Su resistencia a antibióticos, desinfectantes y estrés físico los hace especialmente problemáticos.
Hechos Clave
Los biofilms pueden ser hasta 1,000 veces más resistentes a los antibióticos que las bacterias planctónicas.
La matriz de EPS puede constituir el 50-90% del carbono orgánico total del biofilm.
Los biofilms son responsables de aproximadamente el 80% de las infecciones crónicas, según el NIH.
Referencias
Costerton, J. W., Lewandowski, Z., Caldwell, D. E., Korber, D. R., & Lappin-Scott, H. M. (1995).
Biofilmes microbianos. Revisión Anual de Microbiología, 49(1), 711–745.
https://doi.org/10.1146/annurev.mi.49.100195.003431Hall-Stoodley, L., Costerton, J. W., & Stoodley, P. (2004).
Biofilmes bacterianos: Del medio ambiente natural a enfermedades infecciosas. Revisiones de Nature Microbiología, 2(2), 95–108.
https://doi.org/10.1038/nrmicro821Flemming, H.-C., & Wingender, J. (2010).
La matriz del biofilme. Revisiones de Nature Microbiología, 8(9), 623–633.
https://doi.org/10.1038/nrmicro2415Donlan, R. M., & Costerton, J. W. (2002).
Biofilmes: Mecanismos de supervivencia de microorganismos clínicamente relevantes. Revisiones de Microbiología Clínica, 15(2), 167–193.
https://doi.org/10.1128/CMR.15.2.167-193.2002NIH (Institutos Nacionales de Salud). (2002).
Investigación sobre biofilmes microbianos. Publicación del NIH No. 02–4902.
Fuente ArchivadaHoiby, N., Bjarnsholt, T., Givskov, M., Molin, S., & Ciofu, O. (2010).
Resistencia a los antibióticos de los biofilmes bacterianos. Revista Internacional de Agentes Antimicrobianos, 35(4), 322–332.
https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2009.12.011Branda, S. S., Vik, Å., Friedman, L., & Kolter, R. (2005).
Biofilmes: La matriz revisitada. Tendencias en Microbiología, 13(1), 20–26.
https://doi.org/10.1016/j.tim.2004.11.006O'Toole, G., Kaplan, H. B., & Kolter, R. (2000).
Formación de biofilm como desarrollo microbiano. Revisión Anual de Microbiología, 54, 49–79.
https://doi.org/10.1146/annurev.micro.54.1.49Fux, C. A., Costerton, J. W., Stewart, P. S., & Stoodley, P. (2005).
Estrategias de supervivencia de biofilmes infecciosos. Tendencias en Microbiología, 13(1), 34–40.
https://doi.org/10.1016/j.tim.2004.11.010Stoodley, P., Sauer, K., Davies, D. G., & Costerton, J. W. (2002).
Biofilmes como comunidades diferenciadas complejas. Revisión Anual de Microbiología, 56, 187–209.
https://doi.org/10.1146/annurev.micro.56.012302.160705
