La placca come Biofilm

In passato, i batteri sono stati studiati nella loro crescita in colonie su piastre per colture cellulari in laboratorio. Una nuova e più sofisticata microscopia, come la microscopia confocale a scansione laser e la microscopia con eccitazione a due fotoni, ha permesso l'esame dei biofilm nelle loro condizioni naturali.5,19

FIG

i microrganismi nel biofilm si comportano in modo diverso dai batteri cresciuti su un medium di coltura (si veda Tavola 1).

Tabella 1. Proprietà di base del biofilm20, 21

  • Comunità di vari tipi di microrganismi cooperanti
  • I microrganismi sono disposti in microcolonie con canali presenti fra le microcolonie
  • Le microcolonie sono circondate da una matrice protettiva
  • Vi sono diversi ambienti all'interno delle microcolonie nel biolfilm
  • L'espressione genica microbica è diversa quando i microrganismi sono in un biofilm
  • I microrganismi hanno un sistema di comunicazione primitiva
  • I microrganismi nel biofilm resistono agli antibiotici, agli antimicrobici e all'individuo ospite

Visti attraverso un microscopio, i batteri di un biofilm non sono distribuiti uniformemente. Essi sono raggruppati in microcolonie circondate e avvolte da una matrice intermicrobica (Figura 8).

La matrice del biofilm è compenetrata di canali fluidi che assicurano il passaggio di sostanze nutritive, prodotti di scarto, enzimi, metaboliti e ossigeno. Le microcolonie all'interno del biofilm hanno microambienti con diverso pH, diversa disponibilità di sostanze nutritive e diverse concentrazioni di ossigeno (Figura 9). I batteri di un biofilm comunicano fra loro mandandosi segnali chimici (Figura 10). Questi segnali chimici fanno sì che i batteri producano proteine ed enzimi potenzialmente pericolosi, fattori di virulenza che aiutano il biofilm intraorale a eludere il sistema di difese dell'organismo ospite.5,6

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I nostri precedenti tentativi di prevedere e controllare le malattie parodontali si sono basati sulla performance di batteri coltivati e cresciuti in condizioni di laboratorio.1,5Una maggiore conoscenza e comprensione dei biofilm hanno dimostrato grandi differenze fra il comportamento dei batteri in colture di laboratorio e quello che manifestano nei loro ecosistemi naturali. Per esempio, i batteri di un biofilm producono determinati composti nel biofilm che non producono quando prosperano in una coltura. La matrice del biofilm che circonda le microcolonie, inoltre, funge da barriera protettiva. Ciò contribuisce a spiegare perché antimicrobici sistemici e somministrati a livello locale non si sono sempre dimostrati efficaci, anche quando erano mirati a colpire specifici microrganismi. Un ricercatore ha stimato che un farmaco ci mette 1.000 volte più tempo ad uccidere un microrganismo presente in un biofilm rispetto a quanto ne impiega per uccidere lo stesso microrganismo in un ambiente fluttuante (free floating) o planctonico.20La matrice protettiva del biofilm contribuisce anche a spiegare perché il controllo meccanico della placca e l'igiene orale individuale hanno continuato ad essere parte integrante della terapia parodontale.17,21I biofilm possono essere rimossi con mezzi meccanici. Essi, tuttavia, iniziano immediatamente a riformarsi, di modo che si rende necessario proseguire la ricerca di modi per combattere la formazione dei biofilm.