Новые стратегии борьбы с инфекциями, связанными с биопленками (Diafilm)

Инфекция суставов протезов является частым осложнением, которое может возникнуть в любое время после имплантации. Эти инфекции требуют быстрой и точной диагностики для обеспечения оптимального хирургического и медикаментозного лечения инфицированного пациента. Несмотря на то, что острые инфекции, возникающие в первые недели после операции, легко диагностируются или когда они связаны с бактериемией, диагностика становится затруднительной, когда инфекция развивается за несколько месяцев до установления диагноза или вызвана низковирулентными возбудителями. Инфекции протезных суставов и, в более широком смысле, костно-суставные инфекции представляют собой классические инфекции, связанные с биопленкой. Биопленку обычно определяют как микробное сообщество, окруженное полимерной матрицей собственного производства. Производство биопленки позволяет бактериям строго прикрепляться к инертным и биотическим субстратам, уклоняться от защиты хозяина и сопротивляться антибиотикам, создавая физический барьер для проникновения противомикробных препаратов и способствуя распространению детерминант резистентности. Микробиологические культуры способствуют диагностике инфекции, обеспечивая идентификацию возбудителя и, самое главное, определение чувствительности к антибиотикам. Тем не менее, примерно в 15-20% случаев культура не способна вырастить патоген. Диагноз инфекции протезированного сустава может быть установлен до или во время операции. В обоих случаях решающее значение имеет анализ синовиальной жидкости, особенно когда он проводится до операции, когда результаты посева, лейкоцитарной эстеразы, теста на альфа-дефенсин, подсчет лейкоцитов и дифференциальный анализ могут помочь определить наиболее точную стратегию лечения пациентов с отторжением имплантата. Однако культура синовиальной жидкости характеризуется ограниченной чувствительностью в отношении, например, культуры перипротезных тканей или компонентов имплантата. Одной из причин более низкой чувствительности культуры синовиальной жидкости может быть наличие так называемых «биопленкоподобных агрегатов», агломератов микроорганизмов, встроенных в матрикс, который, как предполагалось, действует как защитный барьер. Тест на лейкоцитарную эстеразу может давать ложноположительные результаты в образцах, сильно загрязненных кровью или при реакции металл-металл, а высокая стоимость определения альфа-дефенсина заметно ограничивает его применение. С другой стороны, исследований, направленных на оценку других синовиальных маркеров инфекций, таких как кальпротектин, недостаточно для поддержки их использования в рутинной диагностике инфекций протезов суставов.

Альтернативным подходом к диагностике этих инфекций может быть использование конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ), позволяющей выявлять микроорганизмы в синовиальной жидкости и тканях. Этот новый подход также можно использовать для диагностики «в реальном времени» во время операции в ожидании результатов посева.

Еще одна проблема в диагностике инфекций протезированных суставов связана с оценкой антимикробной чувствительности. На самом деле, хорошо известно, что встроенные в биопленку бактерии более устойчивы к антибиотикам, чем их планктонные аналоги. Поскольку имеющиеся методы определения чувствительности к антибиотикам основаны на планктонных клетках, можно предположить, что они занижают реальную концентрацию противомикробного препарата, способную ингибировать рост бактерий, встроенных в биопленку, возникающих при заражении. Хотя было предложено несколько методов для оценки профиля чувствительности биопленочных микроорганизмов к противомикробным препаратам, ни один из них не был предложен для рутинного использования. Однако в некоторых случаях, когда терапия не приводит к эрадикации инфекции, оценка чувствительности к антибиотикам бактерий, встроенных в биопленку, может предоставить важную информацию для оптимизации антимикробной терапии.

Таким образом, диагностика инфекций, связанных с биопленками, особенно протезных, весьма далека от оптимизации. В этом смысле разработка панели, способной сократить время выполнения микробиологических анализов и улучшить ведение пациентов, может значительно улучшить подход к пациентам, ограничивая ухудшение качества жизни пациентов и снижая затраты для системы здравоохранения.