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Biofilm

Les biofilms sont des communautés de microbes qui se fixent aux surfaces, créant une structure protectrice qui peut résister aux détergents, au séchage et à d’autres contraintes1.
Les biofilms peuvent se former dans tous les canaux de l’endoscope, mais les canaux étroits sont particulièrement sensibles2,3. Ces canaux ne peuvent pas être brossés pendant le nettoyage manuel, ce qui permet au biofilm de s’y propager malgré le retraitement.

Plusieurs études démontrent que les endoscopes utilisés en clinique peuvent héberger un biofilm

Les endoscopes constamment contaminés peuvent servir de réservoirs et contenir un biofilm, même après le retraitement4,5.

 

Canva3 1

 

Dans le cadre d’une étude clinique, un biofilm était présent dans plusieurs canaux de la majorité des gastroscopes présentaient un biofilm après des cycles d’utilisation sur patient et de retraitement de 60 jours5

Les microbes présents dans l’environnement, y compris ceux des endoscopes contaminés utilisés en clinique, se retrouvent principalement dans les biofilms1. Les tests visant à évaluer l’efficacité du nettoyage et du retraitement des endoscopes doivent donc inclure des modèles qui simulent la présence de biofilms. 

Le biofilm est résistant à la désinfection de haut niveau

Il est essentiel d’éliminer le biofilm pendant la phase du nettoyage manuel; en effet, les données probantes suggèrent qu’il peut survivre à la désinfection de haut niveau6. Cette résistance peut se renforcer au fil du temps, à mesure que les cellules mortes résiduelles (biomasse) s’accumulent7.

Image 1 1

Comparaison de tubulures en PTFE de 1,4 mm (pour simuler les canaux air/eau et auxiliaires) sans biofilm (à gauche) et avec biofilm (à droite). Grossissement à 8000X.

Des souches résistantes de biofilm émergent également. Les entérobactéries résistantes aux carbapénèmases (ERC) montrent une tolérance accrue à l’acide peracétique (APA) lorsqu’on les cultive sous forme de biofilm8. La K. pneumoniae isolée lors d’une éclosion impliquant un duodénoscope a montré une faible résistance à l’APA sous sa forme planctonique (symbiotique). Lorsqu’elles sont cultivées sous forme de biofilm, les bactéries ont montré une résistance à l’APA, même à une concentration utilisée pour la désinfection de haut niveau.

Toute bactérie non éliminée pendant le processus de nettoyage peut former des biofilms à l’intérieur de l’endoscope, entraînant l’échec du retraitement.

Kovaleva, J.

Infectious complications in gastrointestinal endoscopy and their prevention. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2016 Oct;30(5):689-704.

Le biofilm peut devenir la cause d’éclosions au fil du temps

Plusieurs études ont démontré qu’une seule souche bactérienne peut être transmise aux patients par le biais d’un même même endoscope et cela, pendant une période de plusieurs mois :

  • 27 patients ont été colonisés par la bactérieKlebsiella pneumonia multirésistante, dont dix ont développé une infection active. L’éclosion a été associée à deux endoscopes présentant une contamination persistante à K. pneumoniae sur une période de huit mois9.
  • Un endoscope a infecté plusieurs patients à partir d’une même souche de Pseudonomas aeruginosa. Le biofilm était présent dans les canaux intacts et n’a pas pu être éliminé malgré la DHN à répétition10.

Ces rapports montrent que les endoscopes peuvent se transformer en réservoirs d’agents pathogènes, malgré les nettoyages et les retraitements à répétition.

Compte tenu de ces données probantes, il est probable que la formation de biofilms protecteurs permette aux agents pathogènes de persister dans les endoscopes au fil du temps.

Istock 9

Le retraitement de l’endoscope peut rendre le biofilm plus difficile à éliminer

L’exécution de cycles de retraitement et de séchage répétés peut entraîner l’accumulation dans les endoscopes d’une forme plus résistante de biofilm, devenant alors plus difficile à éliminer11,12.

Image 2

Comparaison de tubulures en PTFE de 3,7 mm (pour simuler le canal opérateur) sans biofilm (à gauche) et avec biofilm (à droite). Grossissement à 1000X.

Le biofilm présent dans les endoscopes à usage clinique se fixe souvent à la surface à la suite de cycles de DHN et de séchage répétés, et, le cas échéant,  un processus à action mécanique est essentiel pour arriver à l’éliminer11. Il peut devenir impossible d’éliminer ce biofilm, même après plusieurs cycles du protocole de nettoyage et de désinfection normalisé, ce qui exige alors le remplacement du canal de l’endoscope13.

Le biofilm à accumulation cyclique modélise avec précision les conditions cliniques

Le modèle de biofilm à accumulation cyclique, élaboré par Alfaet coll.10, représente les multiples cycles de DHN et de séchage pouvant mener à la fixation du biofilm. Ce modèle est la représentation disponible la plus proche du biofilm isolé des endoscopes à usage clinique.

Les modèles traditionnels sont généralement des biofilms mono-organiques qui sont hydratés en continu et ne modélisent pas la croissance du biofilm dans des canaux de divers diamètres14.

Biofilm clinique(isolé des endoscopes contaminés)Biofilm à
accumulation cyclique11		Biofilm traditionnel14
Comprend les agents pathogènes gastro-intestinaux potentiels✓✓✓
Croissance dans les canaux en polytétrafluoroéthylène (PTFE)✓✓-
Composé de plusieurs organismes✓✓-
Croissance sur plus de 5 jours✓✓-
Soumis à plusieurs cycles de séchage/humidification✓✓-
Réticulation des acides aminés induite par les produits chimiques fixatifs✓*✓-
Cycles de réinoculation✓✓-
Croissance dans les canaux fins et grands✓✓
Tubulures en PTFE de 1,4 mm et 3,7 mm de diamètre		-
tubulure de 6 mm de diamètre uniquement


* Lorsque le glutaraldéhyde (GTA) et l’ortho-phthalaldéhyde (OPA) sont utilisés

  1. Roberts, CG. The role of biofilms in reprocessing medical devices. Am J Infect Control. 2013 May;41(5 Suppl):S77-80. doi: 10.1016/j.ajic.2012.12.008.
  2. Kovaleva, J. Infectious complications in gastrointestinal endoscopy and their prevention. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2016 Oct;30(5):689-704.
  3. Ren-Pei et coll. Correlation between the growth of bacterial biofilm in flexible endoscopes and endoscope reprocessing methods. Am J Infect Control. 2014 Nov;42(11):1203-6.
  4. Johani, K et coll. Determination of bacterial species present in biofilm contaminating the channels of clinical endoscopes. 2018; 23(4):189-196.
  5. Primo, MGB et coll. Biofilm accumulation in new flexible gastroscope channels in clinical use. Infect Control Hosp Epidemiol. 2021; 15:1-7.
  6. Akinbobola, AB et coll. Tolerance of Pseudomonas aeruginosa in in-vitro biofilms to high-level peracetic acid disinfection. J Hosp Infect. 2017;97(2):162-168. doi:
  7. Akinbobola, AB et coll. ‘Secondary biofilms’ could cause failure of peracetic acid high-level disinfection of endoscopes. J Hosp Infect 2021; 107:65-75.
  8. Brunke MS. Tolerance of biofilm of a carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae involved in a duodenoscopy-associated outbreak to the disinfectant used in reprocessing. Antimicrob Resist Infect Control. 2022; 11(1):81.
  9. Rauwers et coll. Independent root cause analysis of contributing factors, including dismantling of 2 duodenoscopes, to an outbreak of multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae. Gastrointest Endosc. 2019; 90(5):793-804.
  10. Kovaleva, J et coll. Is bacteriologic surveillance in endoscope reprocessing stringent enough? Endoscopy 2009; 41:913–916.
  11. Ribeiro, MM, Graziano, KU, Olson, N, França, R, Alfa, MJ. The polytetrafluoroethylene (PTFE) channel model of cyclic-buildup biofilm and traditional biofilm: The impact of friction, and detergent on cleaning and subsequent high-level disinfection. Infect Control Hosp Epidemiol. 2020; 41(2):172-180.
  12. Qiu, L, Zhou, Z, Liu, Q, Ni, Y, Zhao, F, Cheng, H. Investigating the failure of repeated standard cleaning and disinfection of a Pseudomonas aeruginosa-infected pancreatic and biliary endoscope. Am J Infect Control 2015;43:e43–e46
  13. Alfa, MJ et Howie, R. Modeling microbial survival in buildup biofilm for complex medical devices. BMC Infect Dis 2009; 9:56.
  14. Organisation internationale de normalisation. ISO 15883-5:2021 Laveurs-désinfecteurs — Partie 5 : Exigences de performance et critères des méthodes d’essai pour démontrer l’efficacité du nettoyage (2021).
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