Legionella pneumophila

***Legionella pneumophila*** é unha especie de bacterias gramnegativas, aerobias, pleomórficas, flaxeladas, non formadoras de esporas, do xénero *Legionella*. *L. pneumophila* é o principal axente causante en humanos da lexionelose ou enfermidade do lexionario.

## Caracterización 
*L. pneumophila* é un bacilo ou cocobacilo gramnegativo, non encapsulado cun só flaxelo polar. É aerobio e incapaz de hidrolizar a xelatina ou producir urease. Non é fermentativo. *L. pneumophila* non ten pigmentación nin autofluorescencia. É oxidase e catalase positiva, e produce beta-lactamase. As colonias de *L. pneumophila* son cincentas claras cunha aparencia de vidros talaldos con textura. Require cisteína e ferro para crecer. Crece en extracto de lévedo formando colonias "tipo ópalo".

### Estrutura da membrana celular 
Aínda que *L. pneumophila* está categorizada como bacteria gramnegativa, tínguese pouco debido ao seu contido sigular de lipopolisacárido da capa externa da membrana externa da súa parede (que é unha bicapa como é típico nas membranas). A base da especificidade dos antíxenos somáticos deste organismo está localizada nas adeas laterais da parede celular. A composición química destas cadeas laterais con respecto aos seus compoñentes e á disposición dos distintos azucres, determina a natureza dos determinantes dos antíxenos somáticos ou do antíxeno O, que son importantes para a clasificación serolóxica de moitas bacterias gramnegativas. Describíronse polo menos 35 serovares de *L. pneumophila*.

### Detección 
Utilizouse soro para estudos de aglutinación e para a detección directa da bacteria en tecidos utilizando anticorpos etiquetados fluorescentemente. Poden determinarse anticorpos específicos en pacientes polo test de anticorpo fluorescente indirecto. As probas ELISA e de microaglutinación tamén foron aplicadas con éxito.

A lexionela tínguese mal coa tinguidura de Gram, ten tinguidura positiva coa prata, e cultívase en extracto de lévedo carbón vexetal con adición de ferro e cisteína.

## Reservorio 
*L. pneumophila* é unha bacteria intracelular facultativa, xa que pode invadir e multiplicarse dentro de amebas no seu medio ambiente, as cales poden así servir de reservorio para *L. pneumophila*, e proporcionarlle protección ante os estreses ambientais, como a cloración da auga.

## Frequencia de aparición 
Nas rexións endémicas, dun 4% a 5% das pneumonías son causadas por *L. pneumophila*. As infeccións aumentan no verán. En países como EEUU hai unhas 30 infeccións por *L. pneumophila* por cada 100.000 residentes e ano.

## Patoxénese 
Nos humanos, *L. pneumophila* invade e replícase dentro dos macrófagos. A internalización da bacteria nesa célula pode ser potenciada pola presenza de anticorpos e elementos do sistema do complemento, pero isto non é imprescindible. A internalización da bacteria parece ocorrer por medio de fagocitose, pero *L. pneumophila* pode tamén infectar células non fagocíticas por medio de mecanismos descoñecidos. Describiuse en *L. pneumophila* unha rara forma de fagocitose coñecida como fagocitose enroscada (*coiling phagocytosis*), pero esta non depende do sistema de secreción Dot/Icm e foi observada tamén noutros patóxenos. Unha vez no interior da célula, as bacterias quedan rodeadas por un vacúolo membranoso, que non se fusiona cos lisosomas, que doutro modo degradarían a bacteria. Neste compartimento protexido, a bacteria multiplícase.

### Sistema de secreción de tipo IV Dot/Icm 
A bacteira usa un sistema de secreción de tipo IVB coñecido como Dot/Icm para inxectar proteínas efectoras dentro do hóspede. Estes efectores incrementan a capacidade da bacteria de sobrevivir dentro da célula hóspede. *L. pneumophila* codifica unhas 200 proteínas "efectoras", que son segregadas polo sistema de translocación Dot/Icm para interferir con procesos da célula hóspede e axudar á supervivencia da bacteria. Unha vía fundamental na cal *L. pneumophila* utiliza estas proteínas efectoras é interferir coa fusión dos "vacúolos que conteñen lexionela" (LCV) cos endosomas do hóspede, e así protexerse da lise. Os estudos de knockout de xenes dos efectores translocados por Dot/Icm indican que son vitais para a supervivencia intracelular da bacteria, aínda que moitas proteínas efectoras se pensa que funcionan redundantemente, porque os knockouts dun só efector raramente impiden a supervivencia intracelular. Este gran número de proteínas efectoras translocadas e a súa redundancia é probablemente resultado de que a bacteria evolucionou en moitos hóspedes protozoos diferentes.

### Vacúolos que conteñen *Legionella* 
240px|miniatura|dereita|Imaxe de microscopio electrónico de transmisión de *Legionella pneumophila* dentro dunha célula fagocítica.

Para que *Legionella* sobreviva dentro dos macrófagos e protozoos debe crear un compartimento especializado chamado "vacúolo que contén lexionela" (LCV). Por medio da acción do sistema de secreción Dot/Icm, a bacteria pode impedir a súa degradación pola vía endosómica normal e pode así replicarse. Pouco despois da súa internalización, a bacteria recruta especificamente vesículas derivadas do retículo endoplasmático e mitocondrias no LCV á vez que impide o recrutamento de marcadores endosómicos como Rab5 e Rab7. A formación e mantemento dos vacúolos é crucial para a patoxénese, e as bacterias que carecen do sistema de secreción Dot/Icm non son patóxenas e non poden replicarse dentro das células, e a eliminación do efector do Dot/Icm SdhA orixina a desestabilización da membrana vacuolar e non hai replicación bacteriana.

## Obtención de nutrientes 
Unha vez que está dentro da célula hóspede, *Legionella* precisa nutrientes para crecer e reproducirse. Dentro dos vacúolos a dispoñibilidade de nutrientes é baixa, e a grande demanda de aminoácidos da bacteria non está cuberta co transporte dos aminoácidos libres que se encontran no citoplasma do hóspede. Para mellorar a dispoñibilidade de aminoácidos, o parasito promove o mecanismo de degradación proteasómica propio do hóspede. Isto xera un exceso de aminoácidos libres no citoplasma das células infectadas por *L. pneumophila*, que pode utilizarse para a proliferación intravacuolar do microorganismo.

Para obter aminoácidos *L. pneumophila* utiliza o efector F-Box AnkB, o cal é farnesilado pola actividade de tres encimas do hóspede localizados na membrana dos "vacúolos que conteñen lexionela" (LCV), que son: farnesiltransferase (FTase), encima protease 1 convertedora de Ras (RCE1), e a isoprenil cisteína carboxil metil transferase (IcmT). A farnesilación permite que AnkB se ancore no lado citoplásmico do vacúolo.

Unha vez que AnkB está ancorado na membrana do vacúolo, este interacciona co complexo SCF1 ubiquitina ligase e funciona como unha plataforma para o atraque no vacúolo de proteínas poliubiquitinadas ligadas a K48.
A poliubiquitinación ligada a K48 é unha marca para a degradación proteasomal que libera péptidos de 2 a 24 aminoácidos de longo, que son rapidamente degradados a aminoácidos por varias oligopeptidases e aminopeptidases presentes no citoplasma. 
Os aminoácidos impórtanse ao interior dos "vacúolos que conteñen lexionela" por medio de varios transportadores de aminoácidos como o SLC1A5 (transportador de aminoácidos neutro).
Os aminoácidos son a fonte primaria de carbono e enerxía para *L. pneumophila*, a cal para aproveitalos ten unhas 12 clases de transportadores ABC, aminoácido permeases, e moitas proteases. Os aminoácidos importados utilízaos *L. pneumophila* para xerar enerxía a través do ciclo do ácido cítrico e como fontes de carbono e nitróxeno.

Porén, a promoción da degradación proteasomal para a obtención de aminoácidos pode non ser a única estratexia de virulencia para obter fontes de carbono e enerxía do hóspede. Os encimas degradativos segregados polo sistema de tipo II poden proporcionar unha estratexia adicional para xerar fontes de carbono e enerxía.

## Xenómica 
A determinación e publicación da secuencia xenómica completa de tres illados clínicos de *L. pneumophila* en 2004 serviu para unha mellor comprensión da bioloxía molecular de *L. pneumophila* en particular e do xénero *Legionella* en xeral. Nunha análise xenómica comparativa profunda utilizando matrices de ADN para estudar o contido xénico de 180 cepas de *Legionella* atopouse que había unha grande plasticidade xenómica e unha frecuente transferencia horizontal de xenes. Un maior coñecemento do ciclo de vida de *L. pneumophila* obtívose ao investigar o perfil de expresión xénica de *L. pneumophila* en *Acanthamoeba*, concretamente en *A. castellanii*, o seu hóspede natural. *L. pneumophila* mostra un ciclo de vida bifásico e presenta trazos transmisivos ou replicativos segundo os seus perfís de expresión xénica. Para que unha bacteria se una a ADN exóxeno, o capte e o recombine co seu cromosoma, esta debe estar nun estado fisiolóxico especial denominado “competencia” (ver competencia natural).

Para determinar que moléculas poden inducir competencia en *Legionella pneumophila*, probáronse 64 moléculas tóxicas, e só 6 delas, que eran todas axentes que danaban o ADN, causaban unha forte indución da competencia. Tratábase da mitomicina C (que introduce enlaces cruzados entre as fibras do ADN), a norfloxacina, a ofloxacina e o ácido nalidíxico (inhibidores da ADN xirase que causan roturas na dobre hélice), a biciclomicina (causa roturas da dobre hélice) e a hidroxiurea (causa a oxidación de bases do ADN). Estes resultados suxiren que a competencia para a transformación en *Legionella pneumophilia* evolucionou como resposta aos danos no ADN. Quizais a indución da competencia proporciona unha vantaxe de supervivencia no hóspede natural, como ocorre con outras bacterias patóxenas.

## Tratamento 
Os macrólidos (azitromicina) ou fluoroquinolonas (moxifloxacina) son o tratamento estándar para as infeccións por *Legionella pneumophila* en humanos.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Ligazóns externas 
* Major topic "Legionella pneumophila": free-full text articles in PubMed
* Legionella pneumophila, causative agent of Legionnaire's disease and Pontiac fever at MetaPathogen
* A good list of known translocated effectors, with links to references