Legionella pneumophila

Qué es Legionella pneumophila

Es una bacteria gramnegativa del género Legionella y, dentro de él, la especie tipo, es decir, la que sirve de referencia para definir a todas las demás. La describieron formalmente Brenner, Steigerwalt y McDade en 1979, en un único artículo de Annals of Internal Medicine que creó a la vez la especie, el género y la familia Legionellaceae. Su cepa de referencia se llama Philadelphia 1 y procede del aislamiento original obtenido de un paciente que murió en el brote de Filadelfia de 1976.

El nombre tiene dos mitades de origen distinto. Legionella es un diminutivo latino formado sobre legio (legión) con el sufijo -ella: literalmente, pequeña legión, en recuerdo de los veteranos de la Legión Americana afectados en aquel brote. El epíteto pneumophila es griego, de πνεύμων (pneúmōn, pulmón) y φίλη (phílē, amiga, que ama). La pequeña legión que ama el pulmón.

Filadelfia no fue, sin embargo, su primera aparición. En 1947 se había cultivado a partir de un caso aislado de neumonía un agente que entonces se describió como parecido a una rickettsia, la cepa OLDA, cuya identidad quedó sin resolver durante tres décadas. En 1977, con la bacteria de Filadelfia ya identificada, se comprobó que pertenecía a la misma especie y al mismo serogrupo.

Subespecies, serogrupos y subgrupos

En 1988 el propio Brenner y sus colaboradores dividieron la especie en tres subespecies: pneumophila, fraseri y pascullei. Por dentro es más heterogénea de lo que sugiere un solo nombre. Las cepas de fraseri comparten con Philadelphia 1 algo menos del 92 % de identidad genómica media, un valor que queda por debajo del umbral del 95 % que suele proponerse para separar especies bacterianas (los autores que secuenciaron esas cepas lo presentaron como muestra de la gran diversidad genética de la especie).

La clasificación que más se usa en la práctica no es la de subespecies, sino la de serogrupos, que dependen de la estructura del lipopolisacárido de la envoltura bacteriana. Hoy se reconocen dieciséis. El serogrupo 1 domina con claridad: se le atribuye en torno al 84 % de las legionelosis. Ese serogrupo se subdivide a su vez con paneles de anticuerpos monoclonales, y los subgrupos resultantes llevan nombres de lugares y cepas históricas, como Philadelphia, Pontiac, Benidorm, Knoxville, Allentown, Oxford, OLDA o Bellingham. El más relevante es el que reconoce el anticuerpo MAb 3/1 del panel de Dresde, que corresponde al subgrupo Pontiac.

Para seguir el rastro de un brote se emplea además una tipificación por secuencia de siete genes (flaA, pilE, asd, mip, mompS, proA y neuA), propuesta por el grupo europeo de trabajo sobre infecciones por Legionella, que asigna a cada cepa un tipo de secuencia o ST. Con estas herramientas se vio algo llamativo en Inglaterra y Gales entre 2000 y 2008. El 97,6 % de las cepas de pacientes eran del serogrupo 1 y el 91,6 % reaccionaban con MAb 3/1, frente a solo el 55,8 % y el 8,3 % de las cepas recogidas en instalaciones de agua. La cepa ambiental más común, del tipo ST1, apenas causó dos infecciones. Lo que más abunda en el agua no es lo que más enferma.

Cómo se identifica en el laboratorio

Comparte con el resto del género la exigencia de cisteína y el crecimiento lento en medios especiales, rasgos que se desarrollan en la entrada de Legionella. Lo que la separa de sus parientes es más sutil. Hidroliza el hipurato, una reacción documentada por Hébert en 1981 que la distingue de especies como L. bozemanii o L. micdadei, y licúa la gelatina; bajo luz ultravioleta de onda larga sus colonias dan una fluorescencia amarillo verdosa, no la blanco azulada de otras especies del género.

También cambia de forma según dónde se encuentre. En el tejido pulmonar y en el esputo aparece como un bacilo corto de 3 a 5 micras, mientras que en cultivo puede alargarse en filamentos de 10 a 25 micras. La asignación del serogrupo se hace con antisueros específicos frente al lipopolisacárido.

Cómo sobrevive dentro de la célula

Tras ser engullida por una ameba o por un macrófago, L. pneumophila queda encerrada en un fagosoma, la vesícula que en condiciones normales se fusiona con los lisosomas para formar un fagolisosoma y digerir lo que contiene. Esa fusión no llega a producirse. La bacteria dispone de un sistema de secreción de tipo IV llamado Dot/Icm, una especie de jeringa molecular con la que introduce en la célula más de 300 proteínas efectoras; algunos trabajos recientes elevan la cifra por encima de 330. Con ellas desvía el tráfico de membranas de la célula y transforma el fagosoma en una vacuola revestida de material del retículo endoplásmico, donde se multiplica a salvo.

Dentro de esa vacuola alterna dos estados: una forma replicativa, inmóvil y poco virulenta, y otra transmisiva, móvil e infecciosa, que aparece cuando los nutrientes empiezan a escasear y la bacteria necesita saltar a otra célula. La secuenciación de su genoma en 2004 ayudó a entender de dónde procede tanta habilidad. Ese año se publicaron los genomas de tres cepas: Philadelphia 1 y las francesas Paris y Lens, estas dos últimas en Nature Genetics por un equipo del Instituto Pasteur. El genoma de la especie ocupa unos 3,4 a 3,5 millones de pares de bases, y solo en los de Paris y Lens aparecieron más de sesenta proteínas de tipo eucariota, parecidas a las de las células que la bacteria parasita. Se interpretan como huella de una larga convivencia con las amebas, que habrían servido de campo de entrenamiento para infectar después al ser humano.

Dónde vive y cómo se distribuye

Su hábitat, el agua dulce natural y las instalaciones que la calientan y la pulverizan, es el del conjunto del género. Lo propio de la especie es su peso epidemiológico: más del 95 % de los casos notificados de enfermedad del legionario se deben a L. pneumophila, con la excepción de Australia, Nueva Zelanda y Japón, donde Legionella longbeachae, ligada a la tierra y los sustratos de jardinería, llega a igualarla en frecuencia.

En España dejó el mayor brote descrito hasta la fecha en el mundo, el de Murcia en julio de 2001, con más de 800 casos sospechosos y 449 confirmados. Todas las cepas humanas estudiadas resultaron ser L. pneumophila del serogrupo 1, subgrupo Pontiac, con idéntico patrón molecular, y el foco se situó en una fuente exterior localizada en el norte de la ciudad.

Qué enfermedades produce

Las infecciones que causa se agrupan bajo el término legionelosis y adoptan dos formas. La neumonía por Legionella, o enfermedad del legionario, es la forma grave. La fiebre de Pontiac es un cuadro febril breve sin afectación pulmonar que, paradójicamente, suele alcanzar a una proporción mucho mayor de las personas expuestas. Que la misma especie, e incluso el mismo subgrupo, pueda dar lugar a una u otra sigue sin tener una explicación completa.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa el nombre Legionella pneumophila?

Pequeña legión que ama el pulmón. Legionella es un diminutivo latino de legio, en homenaje a la Legión Americana; pneumophila une las palabras griegas para pulmón y para amiga.

¿Legionella y Legionella pneumophila son lo mismo?

No. Legionella es el género, que reúne decenas de especies, y L. pneumophila es una de ellas, la más importante para la salud humana. Se ha documentado relación con enfermedad en más de veinte especies del género, pero ninguna se le acerca en número de casos. Cuando en el lenguaje corriente se habla de la legionela, casi siempre se está hablando de esta especie.

¿Qué es el serogrupo 1?

Es una de las dieciséis variantes antigénicas de la especie, definidas por el lipopolisacárido de su envoltura, y la responsable de la mayor parte de las infecciones en Europa y América. Dentro de él, las cepas que reaccionan con el anticuerpo MAb 3/1 están sobrerrepresentadas entre las que proceden de pacientes.

¿Qué es la cepa Philadelphia 1?

La cepa tipo de la especie, conservada en las principales colecciones de cultivos (en la estadounidense figura como ATCC 33152). Deriva del aislamiento original del brote de 1976 y fue una de las tres primeras cuyo genoma completo se publicó, en 2004. Todas las descripciones posteriores de la especie se contrastan con ella.

Referencias

1. MedlinePlus (Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.). Enfermedad del legionario.
2. Cazalet C, Rusniok C, Brüggemann H, et al. Evidence in the Legionella pneumophila genome for exploitation of host cell functions and high genome plasticity. Nat Genet. 2004;36:1165-1173.
3. Lockwood DC, Amin H, Costa TRD, Schroeder GN. The Legionella pneumophila Dot/Icm type IV secretion system and its effectors. Microbiology. 2022.
4. PubMed. Distribution of Legionella pneumophila serogroups, monoclonal antibody subgroups and DNA sequence types in recent clinical and environmental isolates from England and Wales (2000-2008).
5. García-Fulgueiras A, Navarro C, Fenoll D, et al. Legionnaires' disease outbreak in Murcia, Spain. Emerg Infect Dis. 2003;9(8).
6. LPSN (Leibniz Institute DSMZ). Legionella pneumophila Brenner et al. 1979.