Novosti
Khirurgii
This journal is
indexed in Scopus









Year 2010 Vol. 18 No 6

LECTURES, REVIEWS

VINNIK YU.S., PERYANOVA O.V., ONZUL E.V., TEPLYAKOVA O.V.

MICROBIAL BIOFILMS IN SURGERY: FORMATION MECHANISMS, DRUG RESISTANCE, WAYS OF SOLVING PROBLEMS

The scientific review is devoted to the meaning of microbial biofilms in forming of surgical infection foci. The mechanisms of forming biological films, peculiarities of structural organization and development of drug resistance are presented. Some examples of participation of microbial communities in the cardiac surgical and urological practice as well as in the initiation of catheter associated infections are given. The problems and the perspectives of the potential therapeutic and non-therapeutic effects to bacterial cells in the composition of biofilms are also discussed.

Keywords: biofilms, drug resistance, adhesion, ultrastructure, formation of microbial communities, biocides
p. 115 – 125 of the original issue
References
  1. Бухарин, О. В. Теоретические и прикладные аспекты проблемы персистенции микроорганизмов / О. В. Бухарин // Журн. микробиология. – 2000. – № 4. – С. 4-7.
  2. Бухарин, О. В. Фундаментальные и прикладные аспекты проблемы персистенции микроорганизмов / О. В. Бухарин, Б. Я. Усвяцов, Л. М. Хуснутдинова // Журн. микробиология. – 2003. – №4. – С. 3-8.
  3. Габриэлян, Р. И. Функции микрофлоры желудочно – кишечного тракта и последствия её нарушения после хирургических вмешательств / Р. И. Габриэлян, Е. М. Горская, Н. Д. Снегова // Антибиотики и химиотерапия. – 2000. – № 45 (9). – С. 24-29.
  4. Proteom analysis reveals differential protein expression by Batlus cereus during biofilm formation / M. C. Oosthuizen [et al.] // Appl. Environ Microbiol. – 2002. – Vol. 68. – P. 2770-2780.
  5. Изменение антибиотикочувствительности стафилококков в условиях реализации эффекта пептидного антибактериального фактора / В. П. Коробов [и др.] // Антибиотики и химиотерапия. – 2002. – № 47 (2). – С. 11-15.
  6. Мельников, В. Г. Поверхностные структуры грампозитивных бактерий в межклеточном взаимодействии и плёнкообразовании / В. Г. Мельников // Журн. микробиология. – 2010. – № 2. – С. 119-123.
  7. Сидоренко, С. В. Инфекционный процесс как «диалог» между хозяином и паразитом / С. В. Сидоренков // Клин. микробиология и антимикроб. химия. – 2001. – № 4. – С. 301-315.
  8. Литвин, В. Ю. Обратимый переход патогенных бактерий в покоящееся (некультивируемое) состояние: экологические и генетические механизмы / В.Ю. Литвин, А. Л. Гинцбург, В. И. Пушкарёва // Вестн. РАМН. – 2000. – № 1. – С. 7-13.
  9. Бухарин, О. В. Биология патогенных кокков / О. В. Бухарин, Б. Я. Усвяцов, О. Л. Чернова. – М.: Медицина, 2002. – 107 c.
  10. Изучение способности к образованию биопленок у штаммов Yersinia pestis основного и неосновного подвидов / Н. А. Видяева [и др.] // Журн. микробиология. – 2009. – №5. – С. 13-19.
  11. Формирование биоплёнок клиническими штаммами бактерий комплекса Burkholderia cepacia в зависимости от их фенотипических и генотипических характеристик / И. А. Шагинян [и др.] // Журн. микробиология. – 2007. – № 1. – С. 3-9.
  12. Dong, Y. Quenching quorum-sensing-dependent bacterial infection by an N-acyl-homoserine lactonase / Y. Dong, L. Wang, J. Xu // Nature. – 2001. – Vol. 411. – P. 411; P. 813-817.
  13. Haugo, A. J. Vibrio cholerae Cyt R is a repressor of biofilm development / A. J. Haugo, P. I. Watnick // Mol. Microbiol. – 2002. – Vol. 45. – P. 471-483.
  14. Conway, B. A. Biofilm formation and acyl-homoserine lactone production in the Burkholderia cepacia complex / B. A. Conway, V. Venu, D. Speert // Bacteriol. – 2002. – Vol. 184, N 20. – P. 5678-5685.
  15. Donlan, R. M. Biofilms: microbial life on surfaces / R. M. Donlan // Emerg. Infect. Diseases. – 2002. – Vol. 8. – P. 381-390.
  16. Miller, M. Quorum sensing in bacteria / M. Miller, B. Bassler // Annu Rev. Microbiol. – 2001. – Vol. 55. – P. 165-199.
  17. Гинцбург, А. Л. “Quorum sensing” или социальное поведение бактерий / А. Л. Гинцбург, Т. С. Ильина, Ю. М. Романова // Журн. микробиология. – 2003. – № 5. – С. 86-93.
  18. Грузина, В. Д. Коммуникативные сигналы бактерий / В. Д. Грузина // Антибиотики и химиотерапия. – 2003. – Т. 48, № 10. – С. 32-39.
  19. Ильина, Т. С. Биоплёнки как способ существования бактерий в окружающей среде и организме хозяина: феномен, генетический контроль и системы регуляции их развития / Т. С. Ильина, Ю. М. Романова, А. Л. Гинцбург // Генетика. – 2004. – Т. 40, № 11. – С. 1445-1456.
  20. Кузнецов, О. Ю. Бактериальная колония как сложное организованное сообщество клеток / О. Ю. Кузнецов // Журн. микробиология. – 2005. – № 2. – С. 3-7.
  21. Смирнова, Н. И. Эволюция геномов патогенных холерных вибрионов / Н. И. Смирнова, В. В. Кутырев // Молекулярная генетика. – 2004. – № 4. – С. 3-10.
  22. Use in-biofilm expresson technology to identify genes volved in Pseudomonas aeruginosa biofilm development / A. Finelli [et al.] // J. Bacteriol. – 2003. – Vol. 185. – P. 2700-2710.
  23. Kolenbrander, P. Communication among oral bacteria / P. Kolenbrander, R. Andersen, D. Blehert // Microb. Molecular Biology Rev. – 2002. – Vol. 66, N 3. – P. 486-505.
  24. Pseudomonas aeruginosa displays multiple phenotypes during development as a biofilm / K. Sauer [et al.] // J. Bacteriol. – 2002. – Vol. 11. – P. 1140-1154.
  25. Романова, Ю. M. Цитокины – возможные активато­ры роста патогенных бактерий / Ю. М. Романова, А. Л. Гинцбург // Вестн. РАМН. – 2000. – № 1. – С. 13-17.
  26. Biofilms as complex differentiated communities / P. Stoodley [et al.] // Annu. Rev. Microbiol. – 2002. – Vol. 56. – P. 187-209.
  27. Harriott, M. M. Candida albicans and Staphylococcus aureus Form Polymicrobial Biofilms: Effects on Antimicrobial Resistance / M. M. Harriott, M. C. Noverr // Antimicrobial agents and chemotherapy. – 2009. – Vol. 53. – P. 3914-3922.
  28. Влияние микробных метаболитов на активность каталазы и рост S. aureus 6538 р / О. В. Бухарин [и др.] // Бюл. эксперим. биол. мед. – 2000. – № 7. – С. 80-82.
  29. О Toole, G. A. Biofilm formation as microbial development / G. A. О Toole, H. Kaplan, R. Kolter // Annu. Rev. Microbiol. – 2000. – Vol. 54. – P. 49-79.
  30. Davey, M. E. Microbial biofilms: from ecology to molecular genetics / M. E. Davey, G. A. O Toole // Microbiol. Mol. Biol. Reviews. – 2000. – Vol. 64. – P. 847-867.
  31. Donlan, R. M. Biofilms: survival mecha­nisms of clinically relevant microorganisms / R. M. Donlan, J. W. Costerton // Clin. Microbiol. Rev. – 2002. – Vol. 15. – P. 167-193.
  32. Mylonakis, E. The Enterococcus faecalis fsr B gene, a key component of the fsr quorum-sensing system, is associated with virulence in the rabbit endophthalmitis model / E. Mylonakis, M. Engelbert, X. Qin // Infect. Immun. – 2002. – Vol. 70, N 8. – P. 4678-4681.
  33. Zips, A. G. Ultrasound as a means ofdetaching biofilms / A. G. Zips, A. A. Schaule, H. С. Flemming // Biofouling. – 1990. – Vol. 2. – P. 323-333.
  34. Kato, J. Control by A-factor of a metal-loendopeptidase gene involved in aerial mycelium formation in Streptomyces griseus / J. Kato, A. Suzuki, H. Yamazaki // Ibid. – 2002. – Vol. 184, N 21. – P. 6016-6025.
  35. Complex regulatory network controls initial adhesion and biofilm formation in Escherichia coli via regulation of the csd D gene / C. Prigent-Comharet [et al.] // J. Bacteriol. – 2001. – Vol. 183. – P. 7213-7223.
  36. Parkins, M. D. Pseudomonas aeruginosa Gac A, a factor in multihost virulence, is also essential for biofilm formation / M. D. Parkins, H. Ceri, D. G Storey // Mol. Microbiol. – 2001. – Vol. 40. – P. 1215-1226.
  37. O Toole, G. A. The glob carbon metabolism regulator Crc is a component of signal transduction pathway required for biofilm deve opment by Pseudomonas aeruginosa / G. A. O Toole, A. K. Gibbs, P. W. Hager // J. Bacteriol. – 2000. – Vol. 182. – P. 425-431.
  38. Chatterjee, A. Rsm A and the quorum-sensing sig­nal, N-[3-oxohexanoyl]-L-homoserine lactone, control the levels of rsm В RNA in Erwinia carotovora subsp. carotovora by affecting its stability / A Chatterjee, Y. Cui, A. K. Chatterjee // J. Bacteriol. – 2002 – Vol. 184, N 15. – P. 4089-4095.
  39. Duan, K. Modulation of Pseudomonas aeruginosa gene expression by host mi­croflora through interspecies communication / K Duan // Mol. Microbiol. – 2003. – Vol. 50. – P. 1477-1491.
  40. Nonenzymatic turnover of an Erwinia carotovora quorum-sensing signaling molecule / J. Byers [et al.] // J. Bacteriol. – 2002. – Vol. 184, N 4. – P. 1163-1171.
  41. Effects of ultrasonic treatment on the efficacy of gentamicin against established Pseudomonas aeruginosa biofilms / C. T. Huang // Colloids Surfaces В Biointerfaces. – 1996. – Vol. 6. – P. 235-242.
  42. Прозоров, А. А. Феромоны компетентности у бактерий / А. А. Прозоров // Микробиология. – 2001. – Т. 70, № 1. – С. 5-14.
  43. О Toole, G. A. То build a biofilm / G. A. О Toole // J. Bacteriol. 2003. – Vol. 185. – P. 2687-2689.
  44. Conlon, K. M. IcaR encodes a transcriptional repressor involved in environmental regulation of ica operon expression and biofilm formation by Staphylococcus epidermis / K. M. Conlon // J. Bacteriol. – 2002. – Vol. 184. – P. 4400-4408.
  45. A quorum sensing signaling system essential for genetic competence in Streptococcus mutants is involved in biofilm formation / Y. H. Li [et al.] // J. Bacteriol. – 2002. – Vol. 184. – P. 2699-2708.
  46. AHA, an enzyme that inactivates the acyl-homoserine lactone quorum-sensing signal and attenuates the virulence of Erwinia carotovora / Y. Dong [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. – 2000. – Vol. 97, N 7. – P. 3526-3531.
  47. Davey, M. E. Rhamnolipid surfactant production affects biofilm architecture in Pseudomonas aeruginosa II / M. E. Davey, N. C. Caiazza, G. A. OToole // J. Bacteriol. – 2003. – Vol. 185. – P. 1027-1036.
  48. Blenkinsopp, S. A. Electrical enhancement of biocide efficacy against Pseudomonas aeruginosa biofilms / S. A. Blenkinsopp, A. E. Khoury, J. W. Costerton // Appl. Environ. Microbiol. – 1992. – Vol. 58. – P. 3770-3773.
  49. Johansen, C.P. Enzymatic removal and disinfection of bacterial biofilms / C. P. Johansen, P. Falholt, L. Gram // Appl. Environ. Microbiol. – 1997. – Vol. 63. – P. 3724-3728.
  50. Quorum sensing signals indicate that cystic fibrosis lungs are in­fected with bacterial biofilms / P. K. Singh [et al.] // Nature. – 2000. – Vol. 407. – P. 762-764.
Contacts | ©Vitebsk State Medical University, 2007