Il a été démontré que certains micro-organismes se fixent préférentiellement les uns aux autres en formant des arrangements complexes appelés biofilms. Les biofilms sont des communautés de micro-organismes attachés à une surface biotique ou abiotique, intégrés dans une matrice extracellulaire complexe autoproduite, composée de polysaccharides et de protéines. La matrice assure la stabilité et la protection du biofilm.

Les biofilms sont formés en deux étapes, en commençant par l’adhérence des bactéries planctoniques à une surface, médiée par les adézines. Vient ensuite la prolifération et la maturation des cellules attachées, la dépendance à la détection du quorum, à savoir le système de communication intercellulaire qui implique la libération de petites molécules de signalisation dont la concentration augmente en réponse à l’augmentation de la densité cellulaire. Ces molécules de signalisation régulent ensuite l’expression des gènes dans toute la communauté, permettant la coordination du comportement. Cela permet à la population de changer son phénotype pour former un biofilm lorsqu’une certaine densité de bactéries est atteinte.

Les biofilms protègent les micro-organismes des perturbations extérieures en créant un environnement favorable, permettant la communication microbienne, augmentant la virulence et la décomposition des nutriments, soutenant la succession et le développement microbiens. De cette façon, les microbes gagnent en protection, durabilité et survie contre les conditions défavorables d’un environnement hostile, du système immunitaire et des antibiotiques.

Par rapport aux cellules planctoniques flottant librement de la même espèce, les agents pathogènes du biofilm peuvent tolérer des niveaux jusqu’à 1 000 fois plus élevés d’agents antimicrobiens, et les biofilms microbiens représentent donc plus de 60 % de toutes les infections fongiques et bactériennes chez l’homme.