Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov

Legionella: ukrývá se uvnitř buněk, přesto má svá slabá místa

Marcela Malcová, EuroClean s.r.o.

V našich podmínkách se k inaktivaci legionell používá oxid chloričitý (chlordioxid). Jeho výhodou je, že spolehlivě účinkuje za velkého rozsahu hodnot pH. Dokonce ničí i hůře přístupné mikroorganismy v biofilmech – viry, řasy a spory hub.

Invaze intracelulárně žijící bakterie dovnitř buňky, zdroj: fotobanka Pixabay

Souvislost mezi vážnou, až smrtelnou respirační infekcí a baktérií legionellou byla poprvé popsaná v roce 1977. Onemocnění získalo jméno legionellóza (legionářská nemoc). U vnímavých osob propuká po vdechnutí patogenu a inkubační doba je asi 10 dní. Legionella pneumophila (i jiné druhy legionell) napadají plicní makrofágy, jež vážně poškozují.

Nutno dodat, že člověk svojí činností legionelle vytváří ideální životní ekosystém – vodovodní rozvody a potrubní systémy, kde tato gram-negativní baktérie přežívá hlavně v biofilmech. Mikrobi se šíří kapénkovou infekcí všude, kde je vlhko – v lázních, v blízkosti fontán, sprchách, restauracích, průmyslových objektech i bytových domech.

Průřez částí potrubí, zdroj EuroClean s.r.o.

Kultivují se na speciálních živných půdách

V laboratorních podmínkách rostou na agarech s obsahem aktivního uhlí a s přídavkem stopových prvků. Takzvané BCYE (Buffered Charcoal Yeast Extract – pufrované kvasničné agary s aktivním uhlím) musí dále obsahovat aminokyselinu cystein a speciální pufr pro udržení optimálního pH [1].

Vnitrobuněčný (intracelulární) parazit

Legionella nachází bezpečný úkryt uvnitř eukaryotických buněk, tedy buněk vývojově pokročilejších, než jsou ty bakteriální (prokaryotické). Eukaryotické buňky s množstvím membrán jí umožňují bezpečně realizovat její životní cyklus. A je jedno, zda to jsou buňky jednobuněčných prvoků, nebo buňky lidské.

Spolehlivý úkryt a přepravní prostředek:
améby

Legionella si oblíbila prostředí biofilmů, které se v rozvodech vody hojně vyskytují. Biofilmy jsou tvořeny mnoha druhy baktérií, sinic, řas a dalších jednobuněčných i mnohobuněčných organismů. Jejich běžnými obyvateli jsou prvoci. Legionella využívá kořenonožce amébu (měňavku), pohybujícího se pomocí panožek, jako bezpečného transportního prostředku při své pouti skrze silnou vrstvu biofilmu. Dokonce se uvnitř améby i dělí. U baktérií nemluvíme o množení, ale o replikaci, neboť se nerozmnožují pohlavně. Jedna baktérie se jednoduše rozdělí a vzniklá přepážka dá život novým dceřiným jedincům.

Nejčastěji migruje v buňkách těchto prvoků:

Druh Acanthamoeba castellanii
Rod Naegleria

Co umožňuje přežívání v lidském organismu: složitá kaskáda proteinů

Žádná buňka není „nadšená“ z toho, že se uvnitř ní nachází parazit. Ihned spustí celou mašinerii obranných mechanismů. Ale legionella se je naučila překonávat. Dokáže se vyhnout pochodům, jež by vedly k jejímu usmrcení pomocí proteolytických enzymů. Přežívá totiž uvnitř bezpečného váčku – fagozomu. Sama si ho vytvoří z membrán hostitelské buňky. Daří se jí tak úspěšně vyhnout se vakuolám (lysozomům) plných enzymů, které by ji jinak zabily a rozložily. Aby toto vše dokázala, disponuje aparátem vybaveným více než 300 efektorovými proteiny.

Při laboratorních pokusech byla legionella v případě experimentální infekce úspěšná jen u určitého procenta buněčných linií. Jak přesně a rychle rozpoznat infikované buňky, to byl úkol pro vědce z prestižního Pasteurova ústavu a Národního výzkumného centra v Paříži – mikrobiology Rolanda a Buchriesera. Dosáhli toho metodou průtokové cytometrie s využitím fluorescenčně značeného proteinu. Efektivně tak odlišili nemocné buňky od zdravých. Výsledek pokusu byl uveřejněný letos v periodiku Methods in Molecular Biology.

Podobně se chovají i jiné, v eukaryotických buňkách přežívající baktérie – rody Shigella nebo Francisella. Ty se však nedokážou vyhýbat vakuolám s proteolytickými enzymy a z buňky prchají těsně před tím, než je lysozomy dostihnou a vypustí na ně svůj smrtící obsah.

Má legionella přirozené nepřátele?

Snad každý organismus ohrožuje nějaký jiný. Ani člověk či vrcholový predátor, ač je samotné přímo nic neloví, nejsou ušetřeni nemocí a parazitů. Přirozené nepřátele by tedy měla mít i legionella. Dokážou některé baktérie inhibovat její růst? Odpověď nalezli odborníci z Laboratoře ekologických a biologických interakcí z university v Poitiers (publikováno v časopise Frontiers in Microbiology v lednu 2019).

Zjistili, že aktivitu legionelly snižují například rody:

Acinetobacter
Rahnella
Sphingobacterium
Pseudomonas

Generátor chlordioxidu, zdroj EuroClean s.r.o.

Do biofilmů vylučují biocidní látky, které legionellám opravdu nesvědčí. Interakce v bakteriálních biofilmech složených z mnoha druhů mikroorganismů však stále zůstávají velkým otazníkem a zároveň výzvou k dalšímu studiu.

Ionty mědi a stříbra: nezahubí, ale brzdí růst

Při podezření na výskyt legionelly se doporučuje na nějakou dobu zvýšit teplotu protékající vody. Takové opatření je ovšem energeticky, a tím pádem finančně nákladné a zároveň neekologické. Nabízí se řešení v podobě potrubních materiálů s obsahem ochranné krycí vrstvy s ionty mědi a stříbra. Stříbrné ionty byly testovány jen experimentálně [3]. Rozvody s ochrannými měděnými kryty se již v praxi osvědčily. Přestože je měď důležitým stopovým prvkem, ve vyšší koncentraci dokáže legionellám zabránit v replikaci. Antimikrobiální slitiny mohou výrazně přispět k redukci i jiných baktérií [2].

V našich podmínkách se k inaktivaci legionell používá oxid chloričitý (chlordioxid). Jeho výhodou je, že spolehlivě účinkuje za velkého rozsahu hodnot pH. Dokonce ničí i hůře přístupné mikroorganismy v biofilmech – viry, řasy a spory hub. Navíc je oxid chloričitý stabilní sloučenina. Ve vodě se nepřeměňuje na zdraví závadné sloučeniny (trihalogenmethany, chlorfenoly či dioxiny). Tato chemikálie se dávkuje do vody vždy v místě spotřeby pomocí tzv. generátorů chlordioxidu