Biofilmy lze definovat jako strukturované společenství mikroorganismů kolonizujících pevné abiotické povrchu, tkáně nebo fázová rozhraní. Jedná se o nejběžnější formu života mikroorganismů v přírodě. Přítomnost mikroorganismů v biofilmu je výsledkem účelového chování regulovaného na úrovni mezibuněčné komunikace založené na produkci a vnímání signálních molekul. Mikroorganismy žijící v biofilmu mají odlišný fenotyp ve srovnání s planktonní populací. Tento fenotyp je charakteristický zvýšenou odolností vůči toxickým látkám a celkově vůči vnějšímu prostředí, je provázen zvýšenou produkcí extracelulárních polymerních sloučenin, má zcela odlišný proteinový profil a s tím související změny v katabolismu i anabolismu. Schopnost tvorby biofilmu je také projevem virulence patogenních mikroorganismů. Z těchto obecných poznatků o biofilmech vycházíme při řešení následujících konkrétních témat:
Řešitelé: prof. Ing. Jan Masák, CSc., prof. Ing. Alena Čejková, CSc., doc. Ing. Olga Maťátková, PhD., doc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D., Ing. Eva Vaňková, Ph.D.
Grantové prostředky: GAČR 2014-2016
Spolupráce: Ústav biochemie a mikrobiologie VŠCHT Praha
- Metodologie přípravy biofilmů různých buněčných typů na různých typech nosičů a v odlišných podmínkách vnějšího prostředí.
- Optimalizace metod dovolující reprodukovatelnou kvantifikaci biofilmu, stanovení jeho metabolické aktivity
- Studium vztahů mezi přítomností a koncentrací specifických signálních molekul (zejména acyl-homoserinových laktonů) a tvorbou a stabilitou bakteriálních biofilmů
- Studium anti-biofilmové aktivity přírodních látek, které zasahují do regulace tvorby biofilmu (interference s přirozenými signálními molekulami), respektive ovlivňují stabilitu biofilmové matrice (biologicky aktivní látky – rhamnolipidy, ap.). Využití těchto poznatků k potlačení mikrobiální kolonizace nástrojů či implantátů používaných v medicíně.
- Studium metabolických drah a zvýšené rezistence biofilmových populací umožňujících účinný rozklad toxických látek v životním prostředí.
- Modulace mikrobiální adheze v prostředí homogenního magnetického pole jako nástroj pro průmyslové aplikace biofilmů.
- Použití nanovlákenných sítí, jako nového druhu nosiče, který umožňuje regulovanou reprodukci bakteriálních / kvasinkových buněčných populací.