biofilmen

Biofilmen zijn georganiseerde gemeenschappen van micro-organismen die zich hechten aan oppervlakken en zijn ingebed in een zelf geproduceerde extracellulaire polymeren matrix (EPS). Deze matrix bestaat hoofdzakelijk uit polysacchariden, eiwitten en nucleïnezuren, aangevuld met water, en biedt structuur, bescherming en een microbieel communicatie- en uitwisselingsnetwerk. Biofilmen komen voor in vrijwel alle omgevingen, van natuurlijke rots- en wateroppervlakken tot klinische en industriële systemen.

Het ontstaan verloopt via een stapsgewijs proces: initiële (reversibele) aanhechting van vrije cellen aan een oppervlak, gevolgd door irreversibele hechting, EPS-productie, vorming van microkolonies en maturatie van de biofilm met waterkanalen voor nutriënten en signalen. Uiteindelijk kunnen cellen disperseren en zich elders vestigen, waardoor de biofilm zich uitbreidt of opnieuw koloniseert.

Biofilmen vertonen een heterogene structuur met verschillende micro-niches en kunnen bestaan uit meerdere microbiele soorten. Deze diversiteit en de EPS-matrix geven biofilmen weerstand tegen desinfectantia en antibiotica, beperken transport van ingrediënten en bevorderen communicatie via quorum sensing. Daardoor spelen ze zowel een rol in natuurlijke processen zoals koolstof- en stikstofkringlopen als in praktische uitdagingen: biofouling bij schepen en drinkwatersystemen, en infectiegevaar bij medische apparaten zoals katheters en prothesen.

Onderzoek en bestrijding richten zich op karakterisering door microscopie en genomische analyses, evenals op verwijdering en preventie. Methoden omvatten mechanische reiniging, enzymatische behandelingen en antimicrobiele coatings, aangevuld met oppervlaktesamenstelling en stromingscondities om biofilmvorming te beperken.