I biofilm sono un tipo di comunità batterica. Invece di crescere come singole cellule che non sono attaccate l’una all’altra, alcune specie batteriche possono formare biofilm e crescere come un foglio che copre una superficie. Un biofilm batterico è tenuto insieme da una sostanza appiccicosa prodotta dai batteri. Questa struttura offre protezione ai batteri dai disinfettanti o dagli antibiotici e quindi è di grande interesse per la medicina e l’industria.
I batteri possono vivere da soli, ma vivere in gruppo può conferire determinati benefici. Specie come quelle dei generi di batteri Klebsiella e Pseudomonas sono esempi dei tipi che possono vivere insieme in un biofilm batterico. Le superfici che i biofilm chiamano casa possono essere inanimate o addirittura biologiche. Ad esempio, Pseudomonas aeruginosa può vivere sulle superfici interne dei polmoni e potenzialmente causare malattie, oppure può vivere su superfici come l’interno dei macchinari di produzione in una fabbrica. Qualsiasi superficie che abbia un buon apporto di umidità e sostanze nutritive può supportare un biofilm batterico.
Molto spesso, un biofilm batterico contiene più di una specie di batteri. Può anche ospitare altri microbi come funghi o alghe. Una superficie pulita può rapidamente ricoprirsi di molecole organiche provenienti dall’ambiente circostante. I primi batteri a colonizzare la superficie si attaccano attaccandosi allo strato organico. La struttura del biofilm, quando si sviluppa, è tenuta insieme da una sostanza simile a una colla costituita da zuccheri prodotti dai batteri stessi, che è difficile da rimuovere tramite la pulizia.
La tenacità del biofilm batterico consente ai batteri di rimanere a vivere in aree dove, altrimenti, verrebbero rimossi attraverso l’azione meccanica, il flusso di liquidi o l’azione biologica. La superficie dei denti è un esempio di un’area in cui vivono i biofilm batterici, che ospitano i microbi che si nutrono dei nutrienti presenti nella bocca. I fiumi che scorrono possono spostare i batteri liberi a valle e verso il mare, ma se il batterio riesce a trovare un punto d’appoggio sulle rocce del fiume, può rimanere lì e prosperare come parte di un biofilm.
Esempi medici di biofilm includono infezioni ricorrenti dell’orecchio, in cui i batteri che causano la malattia vivono all’interno dell’orecchio. La malattia del legionario, che è un’infezione polmonare potenzialmente mortale, deriva dai batteri della Legionella all’interno di sorgenti di aerosol di acqua calda che si staccano dai loro biofilm primari e si fanno strada all’interno dei polmoni. Anche i dispositivi medici necessari per alcuni pazienti ricoverati, come tubi endovenosi o cateteri, possono ospitare biofilm.
Se i biofilm non fossero vantaggiosi per i microbi, i microbi non li formerebbero. Oltre a essere in grado di rimanere in un ambiente pieno di sostanze nutritive, come un fiume che scorre, i biofilm batterici sono protettivi contro antibiotici e disinfettanti. Più batteri del biofilm sopravvivono alla presenza di sostanze chimiche altrimenti mortali rispetto ai batteri che fluttuano liberamente. Questa caratteristica dei biofilm rende i batteri che scelgono questo modo di vivere più difficili da uccidere in casi come combattere le infezioni o mantenere pulite le superfici.