| *Legionella pneumophila* |
| --- |
| Imaxe de microscopio electrónico de transmisión de *L. pneumophila* |
| Clasificación científica |
| 

|  |  |
| --- | --- |
| Dominio: | Bacteria |
| Filo: | Proteobacteria |
| Clase: | Gamma Proteobacteria |
| Orde: | Legionellales |
| Familia: | Legionellaceae |
| Xénero: | *Legionella* |
| Especie: | ***L. pneumophila*** |

 |
| Nome binomial |
| '**Legionella pneumophila'**Brenner DJ, Steigerwalt AG, McDade JE 1979 |

***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*

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.

Transformación xenética
-----------------------

A transformación xenética é unha adaptación bacteriana que consiste na transferencia de ADN dunha bacteria a outra a través do medio líquido que as rodea. A transformación é un proceso bacteriano parecido ao sexo. 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
-----

1. ↑  Madigan M; Martinko J (editors). (2005). *Brock Biology of Microorganisms* (11th ed.). Prentice Hall. ISBN 0-13-144329-1.
2. 1 2  Heuner K; Swanson M (editors). (2008). *Legionella: Molecular Microbiology*. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-26-4.
3. ↑  Ryan KJ; Ray CG (editors) (2004). *Sherris Medical Microbiology* (4th ed.). McGraw Hill. ISBN 0-8385-8529-9.
4. ↑  Greub G, Raoult D (2003). "Morphology of Legionella pneumophila according to their location within Hartmanella vermiformis". *Res Microbiol.* **154** (9): 619–21. PMID 14596898. doi:10.1016/j.resmic.2003.08.003.
5. ↑  L. pneumophila Arquivado 19 de xullo de 2011 en Wayback Machine. Robert-Koch-Institut
6. ↑
7. ↑  "Copia arquivada". Arquivado dende o orixinal o 26 de xuño de 2010. Consultado o 28 de xuño de 2013.
8. ↑  Pan X, Lührmann A, Satoh A, Laskowski-Arce MA, Roy CR (2008). "Ankyrin repeat proteins comprise a diverse family of bacterial type IV effectors". *Science* **320** (5883): 1651–4. PMC 2514061. PMID 18566289. doi:10.1126/science.1158160.
9. ↑  Jules M & Buchrieser c (2007). "Legionella pneumophila adaptation to intracellular life and the host response: Clues from genomics and transcriptomics and the host response: Clues from genomics and transcriptomics". *FEBS Letters* **581**: 2829–2838.
10. ↑
11. ↑
12. 1 2  Michod, RE; Bernstein, H; Nedelcu, AM (2008). "Adaptive value of sex in microbial pathogens" (PDF). *Infection, genetics and evolution : journal of molecular epidemiology and evolutionary genetics in infectious diseases* **8** (3): 267–85. PMID 18295550. doi:10.1016/j.meegid.2008.01.002.
13. 1 2  Charpentier X, Kay E, Schneider D, Shuman HA (2011). "Antibiotics and UV radiation induce competence for natural transformation in Legionella pneumophila". *J. Bacteriol.* **193** (5): 1114–21. PMC 3067580. PMID 21169481. doi:10.1128/JB.01146-10.

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

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q147885
* EBID: ID
* JSTOR: legionella-pneumophila
* MAG: 2776118409
* NKC: ph389983

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores taxonómicos | 
* BacDive: 6712
* EPPO: LEGIPN
* GBIF: 3223087
* IRMNG: 10034635
* ITIS: 962877
* NCBI: 446

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* MeSH: D016952
* MeSH: B03.440.400.425.450.450.500
* UNII: TJR6ZFY0F0

 |