La barriera invisibile alla guarigione
Non tutte le lesioni guariscono come ci si aspetta1
Alcune lesioni, come le ulcere del piede diabetico , le ulcere venose degli arti inferiori, le ulcere da pressione e alcune ferite chirurgiche, possono essere particolarmente suscettibili a ritardi nella guarigione.1
Per definizione, le lesioni croniche (o di difficile guarigione) hanno un basso tasso di guarigione e, nonostante la terapia standard, non si riducono di dimensioni del 40%-50% entro 4 settimane2 e/o persistono per più di 12 settimane.3
Senza un trattamento e una gestione adeguati, le lesioni possono persistere per mesi o addirittura anni, aumentando il rischio di infezione e amputazione.4
Le lesioni croniche tendono a recidivare in oltre il 50% dei casi, causando compromissione funzionale, complicanze locali e/o sistematiche e una ridotta qualità di vita.3 Uno dei motivi principali per cui le lesioni cui le lesioni sono così di difficile guarigione è la presenza dei biofilm, che incidendo in tutte le fasi della guarigione delle lesioni sono considerati fattori indipendenti nel ritardo della normale guarigione.5
Biofilm e infiammazione cronica1,2
2. Le lesioni non-healing consentono la formazione di biofilm
3. Il biofilm induce una risposta infiammatoria cronica
Che cos'è il biofilm?
I biofilm sono comunità complesse, costituite da diverse popolazioni batteriche e funghi racchiusi in una matrice protettiva di sostanza polimerica extracellulare (EPS). 6
Questa matrice li aiuta ad aderire al letto della lesione, proteggendoli dagli stress ambientali, dagli agenti antimicrobici e dal sistema immunitario dell'ospite, consentendo al contempo il movimento dei nutrienti e delle molecole messaggere dando origine a diversi comportamenti , come la resistenza a determinati antibiotici, l'incremento dell'aggregazione per formare un biofilm più spesso e una maggiore facilità di movimento per diffondere l'infezione .5,8
Il biofilm non è "solo" batteri?
I batteri possono esistere in almeno due forme:9
- Planctonica: singole cellule a crescita rapida che si muovono liberamente nel loro ambiente
- Comunità aggregate: attaccate a superfici solide o l'una all'altra, cellule a crescita lenta che possono portare alla formazione di biofilm.
Ogni fase svolge un ruolo nel ritardo della guarigione causando infezioni di lesioni acute e croniche. Tuttavia, lo stato virulento del biofilm è la ragione fondamentale per cui le lesioni non guariscono in modo tempestivo. 10
Le fasi di formazione e maturità del biofilm.
1. I singoli batteri planctonici aderiscono alla superficie della lesione
2. I batteri colonizzano la superficie della lesione formando una colonia (biofilm)
3. Il biofilm aumenta di dimensioni e innesca segni subclinici di infezione nell'ospite
4. Il biofilm è maturato
Cosa stiamo dimenticando sul biofilm?
Il biofilm è presente nella maggior parte delle lesioni croniche e le evidenze suggeriscono che svolga un ruolo importante all'interno delle lesioni acute più di quanto precedentemente ritenuto.11-12
Nelle lesioni croniche (di difficile guarigione), gli studi hanno identificato la presenza di biofilm nel 60-100% dei campioni. 9
I biofilm rappresentano una sfida clinica significativa, poiché le lesioni affette potrebbero non essere identificate, con conseguente trattamento inefficace e guarigione ritardata. 9,12,13 Infatti, la presenza di biofilm nelle lesioni non può essere determinata solo da cambiamenti visibili, poiché molte lesioni apparentemente sane contengono in realtà biofilm. 12
Di conseguenza, la presenza di biofilm microbici può passare inosservata durante la fase di diagnosi e trattamento e può portare a diagnosi errate e gravi conseguenze per la salute, tra cui resistenza e maggiore tolleranza agli antibiotici più utilizzati, malattie persistenti che favoriscono la propagazione del biofilm e alterazioni o insufficienza del sistema immunitario dell'ospite. 5,8,13
L'impatto del biofilm sulla gestione della lesione
Il biofilm sulla superficie della lesione può essere rimosso mediante sbrigliamento meccanico, ma i batteri liberi rimanenti sono in grado di ristabilire rapidamente il biofilm, entro 24 ore, con una maggiore resistenza agli agenti antimicrobici, il che ne rende più difficile la rimozione. 15
La maggiore tolleranza dei microrganismi del biofilm agli agenti antimicrobici convenzionali rispetto alle loro controparti planctoniche rappresenta un problema clinico significativo.
Gli approcci terapeutici per i biofilm nelle lesioni di difficile guarigione si sono basati in larga misura sull'uso di antibiotici e antimicrobici convenzionali. Questi includono antibiotici e antisettici topici ampiamente utilizzati e antibiotici sistemici, compresi gli agenti ad ampio spettro. Tuttavia, i biofilm spesso rispondono scarsamente ai regimi antibiotici, rendendo l'uso estensivo inefficace e persino indiscriminato e superfluo, anche a causa del rischio di comparsa di ceppi resistenti agli antibiotici.17
I microrganismi tendono a sviluppare fenotipi di tolleranza e resistenza agli antimicrobici e ai meccanismi di difesa immunitaria dell'ospite, e la terapia antimicrobica sistemica di solito non è raccomandata nel trattamento delle infezioni croniche delle lesioni. D'altro canto, gli antimicrobici topici possono anche non riuscire a raggiungere l'eradicazione batterica o a prevenire la ricolonizzazione, a causa della bassa penetranza all'interno dei biofilm o a causa della farmacocinetica e della farmacodinamica delle sostanze utilizzate.3
Wound Hygiene
Comprendere il ruolo dei biofilm nel compromettere la guarigione delle lesioni e aumentare il rischio di infezione può portare a strategie antimicrobiche personalizzate, riducendo le prescrizioni di antibiotici inefficaci che contribuiscono a promuovere la comparsa di batteri resistenti, abbassando la qualità di vita del paziente, e potenzialmente aggravando gli oneri sanitari.
Il continuum di revisioni sull'infezione delle lesioni dimostra la conoscenza sempre più avanzate sul biofilm nelle lesioni croniche e la sua relazione sia con l'azione microbica che con i segni e i sintomi clinici.18
Adattato da Haesler, Emily; Ousey, K (2018). Evolution of the wound infection continuum. La Trobe. Journal contribution. Available at https://doi.org/10.26181/19342331.v2. [Consultato a maggio 2024].
il Wound Hygiene è un protocollo di cura anti-biofilm progettato per superare le barriere alla guarigione spesso causate dalla presenza di biofilm. Il principio fondamentale del Wound Hygiene è quello di rimuovere o ridurre al minimo tutti i materiali indesiderati, incluso il biofilm, dalla lesione, affrontare qualsiasi residuo di biofilm e prevenirne la riformazione per dare il via alla guarigione.19
È improbabile che il solo sbrigliamento meccanico ripetuto impedisca la ricrescita del biofilm e l'intervento precoce con antisettici è fondamentale per sopprimerne la riformazione. Data la crescente prevalenza di batteri resistenti agli antibiotici, il trattamento con antibiotici sistemici è oggi meno efficace, evidenziando la necessità di agenti topici antimicrobici e antibiofilm non favorenti la resistenza.11,20
1Malone-Povolny MJ, Maloney SE, Schoenfisch MH. Nitric Oxide Therapy for Diabetic Wound Healing. Adv Healthc Mater. 2019;8(12):e1801210. doi:10.1002/adhm.201801210.
2Beeckman D, Cooper M, Greenstein E, et al. The role community-based healthcare providers play in managing hard-to-heal wounds. Int Wound J. 2024;21(1):e14402. doi:10.1111/iwj.14402.
3Miron A, Giurcaneanu C, Mihai MM, et al. Antimicrobial Biomaterials for Chronic Wound Care. Pharmaceutics. 2023;15(6):1606. Published 2023 May 28. doi:10.3390/pharmaceutics15061606.
4Järbrink K, Ni G, Sönnergren H, Schmidtchen A, Pang C, Bajpai R, Car J. The humanistic and economic burden of chronic wounds: a protocol for a systematic review. Syst Rev. 2017 Jan 24;6(1):15. doi: 10.1186/s13643-016-0400-8. PMID: 28118847; PMCID: PMC5259833.
5Gajula, Bhargav MBBS; Munnamgi, Sinduja MBBS, MS; Basu, Somprakas MBBS, MS, MSc, FACS. How bacterial biofilms affect chronic wound healing: a narrative review. Int Jour Surg: Global Health. 3(2):p e16, March 2020. | DOI: 10.1097/GH9.0000000000000016.
6Pouget C, Dunyach-Remy C, Pantel A, Schuldiner S, Sotto A, Lavigne JP. Biofilms in Diabetic Foot Ulcers: Significance and Clinical Relevance. Microorganisms. 2020;8(10):1580. Published 2020 Oct 14. doi:10.3390/microorganisms8101580.
7Darwitz BP, Genito CJ, Thurlow LR. Triple threat: how diabetes results in worsened bacterial infections. Infect Immun. Published online March 25, 2024. doi:10.1128/iai.00509-23.
8Pouget C, Dunyach-Remy C, Pantel A, et al. Alternative Approaches for the Management of Diabetic Foot Ulcers. Front Microbiol. 2021;12:747618. Published 2021 Oct 5. doi:10.3389/fmicb.2021.747618.
9World Union of Wound Healing Societies (WUWHS), Florence Congress, Position Document. Management of Biofilm. Wounds International 2016. Available at: https://woundsinternational.com/world-union-resources/position-document-management-biofilm/ [Accessed April 2024].
10Percival SL, McCarty SM, Lipsky B. Biofilms and Wounds: An Overview of the Evidence. Adv Wound Care (New Rochelle) 2015;4:373-381.
11Afonso, A.C., Oliveira, D., Saavedra, M.J., Borges, A., Simões, M. Biofilms in Diabetic Foot Ulcers: Impact, Risk Factors and Control Strategies. Int J Mol Sci. 2021, 22, 8278. https://doi.org/10.3390/ ijms22158278.
12International Wound Infection Institute. Wound Infection In Clinical Practice: Principles of best practice. 2022. Available at: https://woundsinternational.com/consensus-documents/woundinfection-in-clinical-practice-principles-of-best-practice/ [Accessed April 2024].
13Mirghani R, Saba T, Khaliq H, Mitchell J, Do L, Chambi L, Diaz K, Kennedy T, Alkassab K, Huynh T, Elmi M, Martinez J, Sawan S, Rijal G. Biofilms: Formation, drug resistance and alternatives to conventional approaches. AIMS Microbiol. 2022 Jul 4;8(3):239-277. doi: 10.3934/microbiol.2022019. PMID: 36317001; PMCID: PMC9576500.
14Waite RD, Stewart JE, Stephen AS, Allaker RP. Activity of a nitric oxide-generating wound treatment system against wound pathogen biofilms. Int J Antimicrob Agents. 2018 Sep;52(3):338-343. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2018.04.009. Epub 2018 Apr 14. PMID: 29665443.
15Liu Y, Long S, Wang H, Wang Y. Biofilm therapy for chronic wounds. Int Wound J. 2024;21(2):e14667. doi:10.1111/iwj.14667.
16Seabra, A.B.. (2016). Antibiotic Resistance || Can Nitric Oxide Overcome Bacterial Resistance to Antibiotics?. , (), 187–204. doi:10.1016/B978-0-12-803642-6.00009-5.
17Kadam S, Shai S, Shahane A, Kaushik KS. Recent Advances in Non-Conventional Antimicrobial Approaches for Chronic Wound Biofilms: Have We Found the `Chink in the Armor'? Biomedicines. 2019;7(2):35. Published 2019 Apr 30. doi:10.3390/biomedicines7020035.
18Haesler, Emily; Ousey, K (2018). Evolution of the wound infection continuum. La Trobe. Journal contribution. Available at https://doi.org/10.26181/19342331.v2 [Accessed April 2024].
19Murphy C, Atkin L, Swanson T, Tachi M, Tan YK, Vega de Ceniga M, Weir D, Wolcott R. International consensus document. Defying hard-to-heal wounds with an early antibiofilm intervention strategy: wound hygiene. J Wound Care. 2020;29(Suppl 3b):S1 -28.
20Schultz G, Bjarnsholt T, James GA, et al. Consensus guidelines for the identification and treatment of biofilms in chronic nonhealing wounds. Wound Repair Regen. 2017;25(5):744-757. doi:10.1111/wrr.12590.
Grandi perdite possono iniziare da piccole mancanze
In una malattia che si basa su molte variabili difficili da controllare, piccoli mancanze possono avere conseguenze devastanti.
E se potessi dire NO al biofilm?
Affrontare i biofilm come parte della gestione delle infezioni è impegnativo. Le proprietà specifiche dell'ossido nitrico (NO) lo rendono un promettente agente antimicrobico, per aiutare a sostenere la guarigione delle lesioni.