un biofilm est une population de bactéries, d’algues, de levures ou de champignons qui se développent attachés à une surface. La surface peut être vivante ou non vivante. Des exemples de surfaces vivantes où les biofilms peuvent se développer comprennent les dents, les gencives et les cellules qui tapissent les voies intestinales et vaginales. Des exemples de surfaces non vivantes comprennent
des roches dans des cours d’eau et des dispositifs médicaux implantés tels que des cathéters.
la connaissance rudimentaire de la présence de biofilms est connue depuis des siècles., Par exemple, la bactérie Acetobacter aceti attachée aux copeaux de bois est utilisée pour fabriquer du vinaigre depuis le XIXe siècle. Malgré cette histoire, les biofilms ont été considérés comme plus d’une curiosité jusqu’aux années 1980. en effet, une grande partie de ce qui est connu sur les micro-organismes et sur des domaines spécifiques tels que la résistance bactérienne aux antibiotiques a résulté de l’utilisation de bactéries se développant en tant que populations flottantes (planctoniques) dans des sources de croissance liquides.,
à partir des années 1980, des preuves se sont accumulées qui ont conduit à la reconnaissance que la forme flottante de la croissance bactérienne est artificielle et que la forme de croissance biofilm est le mode de croissance naturel et préféré des microbes. Maintenant, il est admis que pratiquement toutes les surfaces qui entrent en contact avec des micro-organismes sont capables de soutenir la formation de biofilm.
Une grande partie de ce que l’on sait sur les biofilms provient de l’étude des bactéries. Typiquement, le biofilm étudié en laboratoire est constitué d’un type bactérien., L’Observation d’une seule bactérie en croissance facilite l’étude de la formation et du comportement du biofilm. Dans un environnement naturel, cependant, un biofilm est souvent composé d’une variété de bactéries. La plaque dentaire en est un bon exemple. Des centaines d’espèces de bactéries peuvent être présentes dans le biofilm qui se forme sur la surface des dents et des gencives.
la formation d’un biofilm commence lorsque des bactéries flottantes rencontrent une surface. L’attachement peut se produire de manière non spécifique ou spécifique., L’attachement spécifique implique la reconnaissance d’une molécule de surface par une autre molécule à la surface du micro-organisme. La fixation bactérienne peut être facilitée par des appendices tels que les flagelles, les cils ou la résistance de Caulobacter crescentus.
L’attachement est suivi d’une association plus durable avec la surface. Pour les bactéries, cette association implique des changements structurels et génétiques. Les gènes sont exprimés après l’attachement de surface., Un résultat particulièrement distinctif de cette activité génétique préférentielle est la production d’une grande quantité d’un matériau sucré connu sous le nom de glycocalyx ou d’exopolysaccharide. La couche de sucre enterre la population bactérienne, créant le biofilm.
Au fil du temps, un biofilm peut devenir plus épais. Un biofilm plus ancien et plus mature diffère d’un biofilm plus jeune., Des études utilisant des instruments capables de sonder un biofilm sans perturber physiquement sa structure ont démontré que les bactéries plus profondes dans un biofilm cessent de produire l’expopolysaccharide et ralentissent leur taux de croissance pour devenir presque dormantes. En revanche, les bactéries au bord du biofilm se développent plus rapidement et produisent de grandes quantités d’exopolysaccharide. Ces activités se déroulent en même temps et sont effectivement coordonnées. Les bactéries peuvent communiquer chimiquement entre elles., Ce phénomène, appelé quorum sensing, permet à un biofilm de se développer et encourage les bactéries à quitter un biofilm et à former de nouveaux biofilms ailleurs.
Une autre différence dans les biofilms qui se développent au fil du temps concerne leur structure tridimensionnelle. Un jeune biofilm est assez uniforme dans la structure, avec les bactéries disposées uniformément dans tout le biofilm., En revanche, un biofilm bien établi se compose de bactéries regroupées en microcolonies, avec des régions environnantes d’exopolysaccharide et des canaux ouverts d’eau qui permettent aux aliments d’atteindre facilement les bactéries et aux déchets de passer facilement hors du biofilm.
les biofilms bactériens sont importants dans l’établissement et le traitement des infections. Dans le biofilm, les bactéries sont très résistantes aux produits chimiques comme les antibiotiques qui autrement tueraient les bactéries., Les biofilms résistants aux antibiotiques se produisent sur des surfaces inertes telles que les valves cardiaques artificielles et les cathéters urinaires, et sur des surfaces vivantes, telles que les calculs biliaires et dans les poumons des personnes atteintes de fibrose kystique. Dans la fibrose kystique, le biofilm formé par des bactéries, principalement Pseudomonas aeruginosa, protège les bactéries du système immunitaire de l’hôte. La réponse immunitaire peut persister pendant des années, ce qui irrite et endommage le tissu pulmonaire.