Afbeelding 1: Een schimmelspore, een vruchtdragend lichaam

Wat is een microbiële spore en wat is het niet? In zijn algemeenheid zijn sporen een overlevingsmechanisme dat door micro-organismen wordt gebruikt wanneer er sprake is van stress, verhongering of een aanval. Zaden en pollen uit het plantenrijk zijn een goed vergelijkingsmiddel. Hoewel het zaad van een plant een nieuwe plant kan voortbrengen en dat ook doet, bevindt het zich in een rusttoestand tot de omstandigheden voor ontkieming gunstig zijn. Zaden hebben twee basisfuncties die ze moeten uitvoeren om succesvol te zijn. De ene functie is het beschermen van het genetische materiaal dat ligt opgeslagen in het zaad en de andere is helpen bij het verspreiden vanaf de moederplant. De functie van een bacteriespore lijkt daar bijzonder veel op.

Het zijn niet alleen bacteriën die sporen produceren. Wanneer er voedingsstoffen in overvloed aanwezig zijn, bestaan schimmels als een filamenteuze massa (mycelium). Individuele schimmeldraden, die hyphae worden genoemd, stoten spijsverteringsenzymen uit in de omringende voedingsstoffen. Ze absorberen de voedingsstoffen uit een omgeving die rijk is aan voedsel. Wanneer er weinig voedingsstoffen zijn, of er sprake is van andere stressfactoren (vochtgebrek bijvoorbeeld), dan doet zich een verandering voor in de manier waarop de schimmel groeit. Hyphae in onder druk staande gebieden op het mycelium beginnen vruchtlichamen te vormen die de lucht in groeien. Bekende voorbeelden van vruchtlichamen zijn champignons en paddenstoelen, deze vruchtlichamen zijn voor hetzelfde doel ontworpen. Ze produceren tienduizenden schimmelsporen die worden verspreid door de lucht. Sommige creëren zelfs hun eigen weersomstandigheid om de verspreiding een handje te helpen. Champignons geven bijvoorbeeld waterdamp af die de omringende lucht afkoelt, waardoor sporen die worden afgegeven door de champignon omlaag en van de champignon weg worden getrokken, zodat ze zich verspreiden.

Schimmelsporen zijn geëvolueerd om de verspreiding van het organisme te bevorderen naar gebieden zonder concurrentie of met veel voedingsstoffen. Schimmelsporen zijn, net als plantenzaden en bacteriesporen, robuust en ontworpen om gedurende langere perioden in het milieu te overleven. Schimmelsporen kunnen worden gezien als 'nakomelingen' van het hoofdorganisme. [Zie afbeelding 1]

Een beperkt aantal bacteriesoorten is ook in staat sporen te vormen als reactie op omgevingsdruk. Er zijn twee soorten bacteriële sporen, de exospore en de endospore. Exosporen worden ook wel microbiële cystes genoemd en zijn niet zo resistent als endospores, waarop dit artikel zich zal richten. Niet alle bacteriën kunnen endosporen vormen. Alleen die van de stam Firmicutes kunnen ze produceren, bijvoorbeeld de Bacillus en Clostridia.

In tegenstelling tot schimmelsporen die afkomstig zijn van specifieke grote structuren, de vruchtdragende lichamen, vormen endosporen zich in een bacteriële cel (exosporen worden gevormd buiten de bacteriële cel). Een endospore wordt doorgaans gevormd in reactie op een gebrek aan beschikbare voedingsstoffen in de omgeving en dit triggert het overlevingsmechanisme in de cel. In tegenstelling tot schimmelsporen is de vorming van endosporen niet een manier om nakomelingen voort te brengen, maar is het een mechanisme om de individuele bacteriële cel te beschermen.

Wanneer bacteriële endosporen zich eenmaal hebben gevormd, zijn ze ongelooflijk weerbaar. Wetenschappelijk publicaties melden dat wetenschappers regelmatig levensvatbare sporen isoleren en exemplaren aantreffen die meer dan tienduizend jaar oud zijn. Het is minder gebruikelijk dat levensvatbare sporen worden gevonden die meer dan 40 miljoen jaar oud zijn (dat is 32 miljoen jaar voordat de eerste mensen zich op aarde begonnen te evolueren). Er is één wetenschappelijk rapport over de vondst van levensvatbare Bacillus-sporen van maar liefst 250 miljoen jaar geleden - dit is voordat de dinosaurussen over het aardoppervlak zwierven.

Afbeelding 2: Een spore

Bacteriële endosporen zijn van nature resistent tegen aanvallen van buitenaf. In deze moderne tijd behoren daar ook methoden voor sterilisatie en chemische desinfectie toe. Endosporen zijn beter bestand tegen chemische of andere processen die plantaardige cellen gemakkelijk kunnen doden.

Afbeelding 3: De weerstand van sporen

Zowel schimmel- als bacillussporen zijn in staat zich te verspreiden of te overleven in zeer vijandige omgevingen, zodat er vaak verwarring ontstaat wanneer wordt getracht deze besmetters aan te pakken met ontsmettingsmiddelen. Dit heeft in de farmaceutische industrie aanleiding gegeven tot verwarring wanneer wordt getracht de microbiële bioburden van oppervlakken te verwijderen

De volgende vier punten kunnen nuttige 'myth busters' zijn om u te helpen bij de juiste desinfectie:

1. Schimmelsporen, zijn robuuster dan plantaardige cellen, maar echter aanzienlijk minder resistent dan bacteriële endosporen. Een aantal bactericiden met een breed werkingsspectrum is meer dan geschikt om schimmelsporen te vernietigen. Het is daarom niet altijd nodig om een sporicide te gebruiken voor het bestrijden of uitroeien van schimmelsporen in een cleanroom.
2. Er zijn verschillende resistentieprofielen voor verschillende soorten bacteriën die endosporen produceren. In de voedingsmiddelen- en gezondheidszorgindustrie zijn Clostridia spp. (bacteriën) belangrijke pathogene micro-organismen. Hun aanwezigheid in deze omgevingen is reden voor grote zorg en ze moeten dan ook worden uitgeroeid. In de farmaceutische industrie is het relevanter om op de Bacillus spp. te testen, omdat deze resistenter zijn dan Clostridia. Een sporicide ontsmettingsmiddel moet worden gebruikt om bacteriële endosporen van de Bacillus spp te vernietigen en als u deze kunt vernietigen, bent u gedekt voor Clostridium.
3. Wat ik af en toe heb opgemerkt bij klanten is dat er een sporicide-ontsmettingsmiddel ontbreekt als onderdeel van hun routinematige rotatiestrategie. Een van de redenen hiervoor is de overtuiging dat in een gegeven populatie van sporenvormende bacteriën, alle bacteriën gelijktijdig sporen zullen vormen, als reactie op veranderende omgevingsfactoren. Hoewel plantaardige cellen die worden blootgesteld aan deze bactericide met een brede werking zullen worden gedood, worden er in werkelijkheid endosporen gevormd op verschillende tijdstippen in een bacteriële populatie. Dit is te wijten aan verscheidene factoren, zoals de leeftijd van de cel, blootstelling aan druk en zelfs de positie in een populatie. Dit betekent dat, zelfs als een bactericide desinfectiemiddel regelmatig wordt aangebracht, de sporen nog steeds zullen worden gevormd en aanwezig zullen blijven in een cleanroom.
4. Een laatste tekortkoming die soms in de sector wordt aangetroffen, is het onregelmatige gebruik van sporiciden en dat het gebruik pas volgt nadat sporevormende bacteriën zijn waargenomen (eerder reactief dan preventief). Hier zijn een aantal redenen voor: in de eerste plaats het gezondheids- en veiligheidsrisico voor mensen en de potentiële schade aan installaties door deze agressieve chemische stoffen. Door een reactieve aanpak van sporenvormende bacteriën geeft u ze de kans zich te ontwikkelen in uw kritieke zones, waardoor het risico toeneemt dat ze in het product terechtkomen. Door sporiciden proactief af te wisselen met gewone breedspectrum-ontsmettingsmiddelen vermindert u het risico dat sporenvormende bacteriën besmetting veroorzaken.

Bacteriën en schimmels hebben derhalve mechanismen ontwikkeld om hun vermenigvuldiging en overleving te bevorderen in reactie op vijandige omgevingsomstandigheden. Deze weerbaarheid moet men begrijpen wanneer een locatie het toegepaste pakket desinfectiemiddelen bekijkt. Er moet zorgvuldig worden nagedacht over welke organismen bij de validatie van desinfectiemiddelen worden gebruikt en over de selectie van desinfectiemiddelen die routinematig in de faciliteit worden gebruikt. We zijn er om technisch advies te bieden.