Biofilm

Les Biofilms sont des communautés bactériennes qui colonisent les plaies chroniques et impactent le processus de cicatrisation

Généralités

• A la surface d'une plaie, les micro-organismes existent et vivent librement, individuellement et solitaires: on parle de bactéries planctoniques.

• Mais il existe un autre mode de vie bactérienne: les biofilms

• Un biofilm est une communauté structurée de bactéries, enrobée d'une matrice polymérique et attachée à une surface . Le biofilm protège les bactéries et leur permet de vivre dans un environnement hostile en résistant aux traitements et à la réponse immunitaire de l'hôte.

Comment se forme un biofilm ?

• Un biofilm peut se former en quelques heures selon des étapes définies.

Adhésion

Phase d'adhérence réversible

• Les bactéries planctoniques ( flottantes) vont, dans certaines conditions, adhérer à une surface qui peut être un tissu vivant ou une surface inerte (un cathéter, une prothèse ou autre implant).

• Cette adhésion se produit sous l'influence de structures ou de molécules propres à la surface de la bactérie.

• Cette phase initiale est réversible sous l'influence du traitement local ou des défenses immunitaire de l'hôte.

Adhésion permanente et irréversible à la surface

• Les différentes bactéries qui adhèrent à la surface vont créer des liens plus solides entre elles, et ces micro colonies forment un biofilm immature.

• Ces colonies sont accrochées de façon irréversible à leur surface d'adhérence : on parle de bactéries sessiles.

Maturation

Sécrétion de la matrice

• Une fois qu'elles sont fermement attachées à la surface , les bactéries sécrètent une matrice polymérique qui protège les colonies bactériennes, les isole et les protège du milieu extérieur

• La matrice est essentiellement composée d'eau à 97% . Le reste de sa composition varie en fonction de l'espèce bactérienne prédomainante dans le biofilm.

Quorum sensing

• Les bactéries dans le biofilm utilisent un système de communication basé sur la sécrétion et la perception de petites molécules appelées autoinducteurs.

• Ces molécules permettent à la communauté bactérienne d'adapter son comportement en fonction de la taille de la communauté.

Biofilm mature

• Ces biofilms sont donc composés d'une ou plusieurs espèces bactérienne englobées dans cette matrice protectrice

• Il s'agit de structures dynamiques qui se modifient en permanence .

Détachement

• L'étape finale est le détachement et la dispersion des bactéries sessiles du biofilm. Le détachement peut être initié par des forces mécaniques ( détersion dans le cas des plaies) , une dégradation enzymatique de la matrice ou de surface d'adhésion, l'utilisation d'agent tensio-actifs ( surfactants).

• Les bactéries sessiles ainsi libérées vont pouvoir créer un nouveau biofilm , ou s'intégrer dans un biofilm déjà existant.

• Après fragmentation, le biofilm peut se reformer de façon mature et résistant dans un délais de 24 à 72 heures. heurs. Ce délai permet de comprendre qu'après un geste de détersion sur une plaie colonisée par un biofilm, il faille utiliser un traitement spécifique (pansement ou technique de soin) pour détruire les bactéries avant reformation du biofilm.

Biofilm et plaies chroniques

Prévalence du biofilm dans les plaies chroniques

• Le micro environnement des plaies chroniques avec des débris nécrotiques, des exsudats, une diminution de la pression d'oxygène et une diminution de la réponse immune de l'hôte sont des conditions favorables pour la croissance bactérienne.

• La prévalence exacte d'un biofilm sur les plaies chroniques reste cependant incertaine en raison des critères d'inclusions et des modalités de prélèvement.

• L'étude initiale de James en 2008 retrouvait la présence de biofilm dans 60% des plaies chroniques analysées contre 6% seulement dans les cas de plaies aiguës.

• D'autres études évoquent la présence quasi systématique de biofilm sur les plaies chroniques.

• L'étude de prévalence est d'autant plus difficile qu'il n'y a pas de "test standard" ou de biomarqueurs spécifiques pour diagnostiquer la présence biofilm sur une plaie chronique

Impact des biofilms sur la cicatrisation

Inflammation chronique

• La présence d'un biofilm sur une plaie à un impact négatif sur le processus de cicatrisation en provoquant et entretenant un état inflammatoire chronique à la surface de cette plaie.

• L'inflammation est marquée par

- une augmentation des cellules inflammatoires : polynucléaires, macrophages

- une augmentation des cytokines inflammatoires ( TNFα, IL1β, IL6 ), qui vont en retour majorer recrutement de cellules inflammatoire et donc de l'inflammation.

- une augmentation des protéases : métalloprotéases matricielles, élastase

• L'ensemble de ces anomalies biologiques à la surface d'une plaie chronique provoque

- une destruction des protéines de la matrice extra cellulaire et donc un destruction du tissu de gtanulation

- une destruction des facteurs de croissance et notamment de PDGF ( Platelt Derived Growth Factor)

- Une destruction des récepteurs membranaires pour les facteurs de croissance.

• Le biofilm n'est pas seul responsable de l'inflammation chronique, d'autres facteurs liés à l'hôte sont également en cause:

- des facteurs d'hypoxie : anémie , artériopathie, œdème, tabagisme

- des facteurs d'immunodépression: immunodépression acquise, dénutrition, diabète

• Ce dernier point est fondamental. La prise en charge de ces facteurs de risque doit être associé à la prise en charge local du biofilm pour permettre d'évoluer vers la cicatrisation d'une plaie chronique .

Faible pression d'oxygène

• Cf article du wuwhs

Prise en charge du biofilm

Vue globale

• Quatre axes de prise en charge devant un biofilm

Provoquer la dispersion		Éviter la colonisation		Éviter la phase d'attachement irréversible		Éliminer les bactéries sessiles

Provoquer la dispersion

• Détersion de la plaie

Évitez la colonisation

• Hygiène / Stérilité des soins

• Limiter la présence de surface d'attache > détersion des tissus dévitalisés et des corps étrangers ( os / tendon / calcification / matériel prothétique, débris de pansement...).

Évitez la phase d'attachement irréversible

• Traitement anti quorum sensing.

Éliminer les bactéries sessiles

• Détersion

• Anti microbiens → antiseptiques

• Surfactants

• Autres: peptides anti microbiens / extraits végétaux ( ail, cranberry...) / miel / huiles essentielles