hirdetés
2019. október. 24., csütörtök - Salamon.

A Legionella pneumophila biofilmképzése

Az újabb beszámolók arról tanúskodnak, hogy a Legionella biofilmben történő szaporodása a virulencia fokozódását eredményezheti.

hirdetés

A Gram-negatív Legionella pneumophila felelős a legionellosis eseteinek többségéért és nagyban hozzájárul a közösségben szerzett, illetve kórházi pneumóniák előfordulásához, melyek halálozási aránya 5 és 80 százalék között mozog. A L. pneumophila egy vízhez kötődő patogén, mely szinte mindenhol megtalálható a környezetben, és képes monospecies biofilmet képezni, ami a jelenlegi vélekedések szerint extracelluláris mátrixot tartalmaz. A környezetben a L. pneumophila különféle struktúrákban, többek között multispecies biofilmekben is megtalálható. A természetben előforduló multispecies biofilmekben a L. pneumophilával történő kolonizációt a mikroorganizmusok számos speciese befolyásolhatja. Ezek közül a protozoonok az egyik legfontosabbak a L. pneumophila-perzisztencia meghatározásában, mivel a patogén a protozoonokat használja az intracelluláris replikációhoz.

Az újabb beszámolók arról tanúskodnak, hogy a Legionella biofilmben történő szaporodása a virulencia fokozódását eredményezheti. Az első adatok emellett azt jelzik, hogy a L. pneumophilából származó biofilm képes megkerülni a makrofágok immunvédelmét. Mivel a legionellosis nem terjed emberről emberre, a L. pneumophila ökológiájának alaposabb megismerése olyan információkkal szolgálhat, melyek segítséget nyújthatnak a kolonizáció megelőzéséhez.

Torontói szerzők a L. pneumophila biofilmképzésével és kolonizációjával kapcsolatos adatokat tekintették át.

 

A protozoonok és a L. pneumophila biofilképzése

A protozoonok alapvető szerepet játszanak a Legionella-speciesek életciklusában, mivel életteret biztosítanak környezetben való túlélésükhöz és replikációjukhoz. A biofilm-közösségekben többféle amoeba-speciest mutattak ki a L. pneumophilával összefüggésben. Mindezek fényében a vízforrásokban jelen lévő protozoon-szennyezettséget a L. pneumophila-járvány kockázati tényezőjének tekinthetjük. A L. pneumophilának a biofilmekben lévő mennyisége valójában közvetlenül korrelál a protozoonok biotömegével. Ez összecseng az in vitro modelleken szerzett tapasztalatokkal, melyek szerint az amoeba-speciesek jelenléte elősegíti a L. pneumophila biofilmképzését. A L. pneumophila arra is képes, hogy az elpusztult amoebákból álló törmeléken is megéljen, ily módon az amoeba közvetett módon is segíti a L. pneumophila replikációját.

 

A L. pneumophila biofilmképzését és kolonizációját meghatározó fiziko-kémiai tényezők

A baktériumoknak a szubsztráthoz való kötődését és biofilm képződését követően a patogén az adott új régión belül elterjed és tartósan jelen marad, ezt a folyamatot nevezzük kolonizációnak. Bár a L. pneumophila gyakran kimutatható különböző környezeti felszínekhez kötődve, a meglévő biofilmek kolonizációját számos tényező befolyásolhatja. Az egyik ilyen fontos faktor annak a felszíni anyagnak az összetétele, melyhez a baktériumok kitapadnak. A L. pneumophila jól tapad többféle műanyaghoz, melyeket gyakran használnak a vízvezeték-szerelés során, ugyanakkor a réz megakadályozza a baktériumok kitapadását. Ugyanígy a kalciumról és magnéziumról is kimutatták, hogy elősegíti a L. pneumophila abiotikus felszínekhez tapadását. Az emelkedett cink-, magnézium- és mangánszintek fokozott L. pneumophila-kontaminációval társulnak, és a cink segíti a baktériumot abban is, hogy a gazdasejthez (pl. humán tüdő-epitélsejt) kötődjön.

A hőmérséklet ugyancsak fontos meghatározó tényező a L. pneumophila biofilm-kolonizációjában. A kutatások azt jelzik, hogy a víz 55 °C fölé melegítése csökkentheti a vízrendszerekből kimutatható L. pneumophila mennyiségét, még szerves szénforrások jelenlétében is. Ez azonban talán más biofilm-speciesek megfogyatkozására vezethető vissza, melyek egyébként megfelelő platformként szolgálhatnának a L. pneumophila kolonizációjához.

Lényeges foktorként hatnak közre a biofilmképzésben és -kolonizációban a víz statikus és áramlási paraméterei is. Amennyiben a víz pang az elosztórendszerben, akkor ez kedvező feltételeket teremt a L. pneumophila-kolonizációhoz. Mindezek alapján a folyamatos vízáramlás biztosítása csökkentheti a L. pneumophila jelenlétét azáltal, hogy megakadályozza a baktériumok kitapadását a felszínekhez. Meg kell azonban jegyezni, hogy vizes környezetben a biofilmek turbulens áramlás mellett is fennmaradhatnak. Ennek magyarázataként feltételezik, hogy a baktériumok az üledékben helyezkedhetnek el, ahol kevésbé befolyásolja túlélésüket a turbulencia.

A L. pneumophila biofilmképzésével/kolonizációjával foglalkozó vizsgálatok többsége azokra a fiziko-kémiai paraméterekre összpontosított, melyek lehetővé teszik a biofilmképzést és kolonizációt, ugyanakkor keveset tudunk a L. pneumophilához kapcsolódó azon molekuláris faktorokról, melyek közvetlenül hozzájárulhatnak e folyamatokhoz. Ilyen például a Legionella kollagénszerű protein (Lcl), a IV-es típusú pili vagy a Tat (twin arginine transport) szekréciós rendszer. A tatB és tatC gének deléciója szignifikáns mértékben csökkenti a biofilmképződést, specifikus szerepe azonban még nem tisztázott pontosan.

A közelmúltban hozták nyilvánosságra, hogy a nanopartikulumok hatékony eszközként szolgálhatnak a L. pneumophila-biofilm keletkezésének megakadályozásában, mivel a nanopartikulumok képesek megszakítani a L. pneumophila és az amoebák közötti interakciókat és módosítják a biofilmek szerkezetét.

A vízben lévő patogének kontrolljára leggyakrabban használt biocid vegyületek általában klórszármazékok, melyek az ultraibolya (UV) fénynél hatékonyabbaknak bizonyultak a L. pneumophila elleni dezinfekció céljaira. Azonban még a leghatékonyabb biocid klórszármazéknak tekinthető kloramin sem képes teljesen eradikálni a L. pneumophilát a vizes biofilmekből.

A biofilm lokalizációja is fontos szempont lehet a dezinfekciós stratégia megválasztásánál. Ez különösen igaz az üledékben kialakuló biofilmek esetében, melyek megvédik a L. pneumophilát az UV fény hatásától.

 

Következtetések

Számos tényező befolyásolja, hogy a L. pneumophila képez-e biofilmet, és feltehetőleg a szerepet játszó tényezők jelentős része még továbbra is felismerésre vár. Ugyanakkor az utóbbi években egyre több ismeret halmozódik fel a L. pneumophila biofilmképzésével és kolonizációjával kapcsolatban. Jelenleg is folynak kutatások azon fiziko-kémiai faktorok azonosítására, melyek kedveznek a biofilm képződésének, illetve melyek potenciálisan gátolhatják a L. pneumophila növekedését és szaporodását, ezáltal védenek a legionellosis előfordulásával szemben. Jelenleg is alig tudunk azonban valamit azokról az endogén tényezőkről, melyeket a L. pneumophila hasznosít a biofilmképzéséhez.

(Forrás: Abdel-Nour M, et al. Biofilms: The stronghold of Legionella pneumophila. Int J Mol Sci. 2013;14:21660−21675.)

Dr. S.I.
a szerző cikkei

hirdetés

cimkék

Kapcsolódó fájlok

Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!

A háziorvostan rovat szerkesztői

Háziorvos rovat szerkesztői

Aktuális rovatszerkesztő


 

 

 

Dr. Patócs Attila

egyetemi docens

Semmelweis Egyetem Laboratóriumi Medicina Intézet

Szakmai önléletrajz

Az alant vázolt gondolatmenettel nem szeretném támadni az orvosi ügyeletben dolgozó kollégákat.

Rendkívül rosszul szervezett a mentőellátás Budapesten, hiszen maga a mentésirányító is elismeri a videó végén, hogy nem tud egy órán belül mentőt küldeni Budapest belterületére.