How Legionella defend their turf

Legionella pneumophila-Virulence Factors and the Possibility of Infection in Dental Practice

Legionella pneumophila is defined as a bacterium that can cause severe pneumonia. It is found in the natural environment and in water, and is often found in water tanks. It can be an integral part of biofilms in nature, and the protozoa in which it can live provide it with food and protect it from harmful influences; therefore, it has the ability to move into a sustainable but uncultured state (VBNC). L. pneumophila has been shown to cause infections in dental practices. The most common transmission route is aerosol generated in dental office water systems, which can negatively affect patients and healthcare professionals. The most common way of becoming infected with L. pneumophila in a dental office is through water from dental instruments, and the dental unit. In addition to these bacteria, patients and the dental team may be exposed to other harmful bacteria and viruses. Therefore, it is vital that the dental team regularly maintains and decontaminates the dental unit, and sterilizes all accessories that come with it. In addition, regular water control in dental offices is necessary.

Budowa i znaczenie II systemu sekrecji białek w ekologii i patogenezie Legionella pneumophila

Pałeczki Legionella pneumophila pasożytują w komórkach odległych filogenetycznie gospodarzy, w środowisku wodnym w pierwotniakach, a w organizmie człowieka w makrofagach alweolarnych. Zdolność tych bakterii do wewnątrzkomórkowego namnażania się w komórkach fagocytujących, wyspecjalizowanych do niszczenia mikroorganizmów, ma podstawowe znaczenie dla rozwoju nietypowego zapalenia płuc zwanego chorobą legionistów. Umiejscowione na kilku różnych loci chromosomu bakteryjnego geny II systemu sekrecji L. pneumophila kodują co najmniej 25 białek, w tym enzymy o aktywności lipolitycznej, proteolitycznej, rybonukleazy oraz białka unikalne bakterii Legionella. W środowisku naturalnym T2SS L. pneumophila odgrywa decydującą rolę w ekologii tych drobnoustrojów determinując ich zdolność do przeżycia zarówno w postaci planktonicznej, jak i w strukturach biofilmu w słodkowodnych zbiornikach o niskiej temperaturze. Białka T2SS umożliwiają L. pneumophila zakażenie różnych gatunków pierwotniaków, a substraty tego systemu określają zakres pierwotniaczego gospodarza. Namnażanie się bakterii w różnorodnych pierwotniakach przyczynia się do ich rozsiewania oraz transmisji do antropogenicznych źródeł. Białka wydzielane za pomocą II systemu sekrecji determinują również zdolność L. pneumophila do zakażania mysich makrofagów alweolarnych i szpiku kostnego, ludzkich makrofagów linii U937 i THP-1 oraz komórek nabłonkowych pęcherzyków płucnych. Enzymy wydzielane za pomocą tego systemu, takie jak: proteazy, aminopeptydazy czy fosfolipazy umożliwiają pozyskanie substancji pokarmowych oraz powodują destrukcję tkanki płucnej myszy. W organizmie człowieka białka T2SS przyczyniają się do osłabienia wrodzonej odpowiedzi immunologicznej na zakażenie L. pneumophila przez hamowanie indukcji prozapalnych cytokin (IL-6, TNF-α, IL-1 oraz IL-8).

Legionella and Biofilms-Integrated Surveillance to Bridge Science and Real-Field Demands

Legionella is responsible for the life-threatening pneumonia commonly known as Legionnaires’ disease or legionellosis. Legionellosis is known to be preventable if proper measures are put into practice. Despite the efforts to improve preventive approaches, Legionella control remains one of the most challenging issues in the water treatment industry. Legionellosis incidence is on the rise and is expected to keep increasing as global challenges become a reality. This puts great emphasis on prevention, which must be grounded in strengthened Legionella management practices. Herein, an overview of field-based studies (the system as a test rig) is provided to unravel the common roots of research and the main contributions to Legionella’s understanding. The perpetuation of a water-focused monitoring approach and the importance of protozoa and biofilms will then be discussed as bottom-line questions for reliable Legionella real-field surveillance. Finally, an integrated monitoring model is proposed to study and control Legionella in water systems by combining discrete and continuous information about water and biofilm. Although the successful implementation of such a model requires a broader discussion across the scientific community and practitioners, this might be a starting point to build more consistent Legionella management strategies that can effectively mitigate legionellosis risks by reinforcing a pro-active Legionella prevention philosophy.