“Biofilm Formation Among Clinical Urinary Isolates of Enterococcus Species:   A Comparative Evaluation of Tissue Culture Plate, Congo Red Agar and Tube Methods in a Tertiary Care Hospital”.

Im menschlichen Körper leben Bakterien oft in Gemeinschaften, die weitaus widerstandsfähiger sind als ihre einsamen Gegenstücke. Wenn diese mikroskopisch kleinen Organismen an einer Oberfläche haften – sei es ein medizinisches Gerät oder die Auskleidung eines Organs – sondern sie einen klebrigen, schützenden Schleim ab. Diese Schicht, bekannt als Biofilm, fungt als Festung, die die Bakterien vor den Abwehrmechanismen des Körpers abschirmt und sie signifikant schwerer abtötbar durch Standardantibiotika macht. Dieses Phänomen ist ein großes Problem in Krankenhäusern, wo Infektionen chronisch werden und schwierig zu behandeln sein können. Unter den Bakterien, die diese schützenden Schichten bilden, ist eine Gruppe namens Enterococcus besonders häufig bei Harnwegsinfektionen vertreten. Diese Organismen, die natürlicherweise im Darm leben, können ernsthafte Probleme verursachen, wenn sie in das Harnsystem wandern, insbesondere bei Patienten, die bereits krank sind oder medizinische Geräte wie Katheter verwenden. Zu verstehen, wie gut diese Bakterien ihren schützenden Schleim aufbauen, und den besten Weg zu finden, ihn im Labor zu entdecken, ist entscheidend für Ärzte, die versuchen, hartnächstige Infektionen zu behandeln.

Ein Forschungsteam an einem Krankenhaus der Tertiärversorgung in Mysuru, Indien, setzte sich zum Ziel zu untersuchen, wie häufig diese Harnwegsbakterien Biofilme bilden und um festzustellen, welcher Labortest am zuverlässigsten ist, um sie aufzuspüren. Sie sammelten Urinproben von 133 Patienten, bei denen bestätigte Infektionen mit Enterococcus vorlagen. Das Team konzentrierte sich auf die zwei häufigsten Arten, die bei diesen Infektionen gefunden wurden: E. faecalis und E. faum. Um zu sehen, wie gut die Bakterien ihre schützenden Schichten aufbauten, verwendeten die Wissenschaftler drei verschiedene Testmethoden. Die erste war die Gewebekulturplatten-Methode, bei der die Bakterien in kleinen Vertiefungen gezüchtet und mit einem violetten Farbstoff gefärbt wurden, um zu messen, wie viel Schleim sie produzierten. Die zweite war die Congo-Rot-Agar-Methode, die beinhaltet, die Bakterien auf einem speziellen rot gefärbten Gel zu züchten; wenn die Bakterien einen dicken Biofilm produzierten, wurden die Kolonien schwarz und trocken. Die dritte war die Röhrchen-Methode, bei der Bakterien in Flüssigkeit in Glasröhren gezüchtet wurden, wobei das Vorhandensein eines sichtbaren Films an den Seiten des Röhrchens auf eine Biofilmbildung hindeutete.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Biofilmbildung ein sehr verbreitetes Merkmal unter diesen Harnwegsbakterien ist. Von den 133 getesteten Proben identifizierte die Gewebekulturplatten-Methode, welche die Forscher als den genauesten Standard betrachteten, dass 75 der Isolate Biofilme produzierten. Das bedeutet, dass mehr als die Hälfte der untersuchten Bakterien in der Lage waren, diese schützenden Strukturen aufzubauen. Als die Forscher die Ergebnisse nach Spezies aufschlüsselten, fanden sie heraus, dass E. faecalis viel wahrscheinlicher Biofilme bildet als E. faecium. Tatsächlich war der Unterschied in der Biofilmproduktion zwischen den beiden Arten statistisch signifikant, wobei E. faecalis eine viel stärkere Tendenz zeigte, diese schützenden Schichten zu erzeugen. Die Studie untersuchte auch, ob das Vorhandensein eines Blasenkatheters oder die Schwere der Infektion die Ergebnisse veränderte. Während Biofilme sowohl bei katheterisierten als auch bei nicht-katheterisierten Patienten sowie in einfachen und komplizierten Infektionen gefunden wurden, zeigten die Daten keinen klaren statistischen Zusammenhang zwischen der Art der Infektion und der Wahrscheinlichkeit der Biofilmbildung.

Der vielleicht wichtigste Befund der Studie war der Vergleich der drei Testmethoden. Die Forscher entdeckten, dass die Methoden nicht immer übereinstimmten. Die Gewebekulturplatten-Methode detektierte die höchste Anzahl an Biofilmproduzenten und identifizierte 75 positive Fälle. Im Gegensatz dazu fand die Congo-Rot-Agar-Methode 64 positive Fälle, und die Röhrchen-Methode fand 61. Die Gewebekulturplatten-Methode war besonders effektiv darin, schwache und moderate Biofilmproduzenten aufzuspüren, die die anderen beiden Methoden manchmal übersahen. Die Röhrchen-Methode war gut darin, starke Produzenten zu identifizieren, hatte aber Schwierigkeiten, zwischen schwachen Produzenten und solchen, die gar keinen Biofilm produzierten, zu unterscheiden. Die Congo-Rot-Agar-Methode war, obwohl nützlich, die am wenigsten sensitive der drei und versagte oft dabei, die Bakterien zu entdecken, die die Gewebekulturplatten-Methode erfasste.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Biofilmbildung ein weit verbreitetes und bedeutendes Merkmal von Harnwegs-Enterococcus-Infektionen ist, insbesondere bei denen, die durch E. faecalis verursacht werden. Da diese schützenden Schichten Infektionen schwerer behandelbar machen, ist eine genaue Detektion dieser für die Patientenversorgung lebenswichtig. Die Forscher fanden heraus, dass die Gewebekulturplatten-Methode das zuverlässigste Werkzeug für diese Aufgabe ist, da sie ein vollständigeres Bild davon liefert, welche Bakterien Biofilme bilden, im Vergleich zu den anderen traditionellen Tests. Dies legt nahe, dass Labore, die das Fortbestehen von Harnwegsinfektionen verstehen wollen, diesen quantitativen Ansatz priorisieren sollten. Durch die genauere Identifizierung dieser Biofilm bildenden Bakterien können Ärzte besser gerüstet sein, um rezidivierende Infektionen zu managen und die Ergebnisse für Patienten zu verbessern, die mit diesen hartnäckigen mikrobiellen Eindringlingen zu kämpfen haben.