Forma L bacteriana

As formas L bacterianas, bacterias de forma L, formas L (ou tamén bacterias en fase L, variantes de fase L, ou bacterias deficientes en parede celular ) son cepas de bacterias que carecen de parede celular, pero que derivan de bacterias que normalmente teñen parede.^[1] Foron illadas por primeira vez en 1935 por Emmy Klieneberger-Nobel, que as denominou "formas L" tomando para o nome a inicial do Instituto Lister de Londres onde ela estaba traballando.^[2]

Micrografía electrónica de transmisión dunha forma L de Bacillus subtilis. As células carecen dunha parede celular densa aos electróns típica das bacterias normais. Barra da escala de 500 nanómetros.

Distínguense dous tipos de formas L: formas L inestables, que son esferoplastos que se poden dividir, pero que poden reverter á súa morfoloxía orixinal, e formas L estables, que son formas L incapaces de reverter á súa forma bacteriana orixinal.

Algunhas especies parasitas de bacterias, como os micoplasmas, tamén carecen de parede celular,^[3] pero non se consideran formas L, xa que non derivan de bacterias que normalmente teñan parede celular.^[4]

Aparencia e división celular

Micrografía electrónica de transmisión de formas L de Bacillus subtilis, que mostra unha variedade de tamaños. Barra da escala de 10 micrómetros.

Imaxe de contraste de fase de formas L de Bacillus subtilis mostrando unha variedade de tamaños. Barra da escala de 5 micrómetros.

A morfoloxía bacteriana está determinada pola parede celular. Como as formas L non teñen parede celular, a súa morfoloxía é diferente á das cepas de bacterias das cales derivan. As células de formas L típicas son esferas ou esferoides. Por exemplo, as formas L da bacteria de morfoloxía bacilar Bacillus subtilis son redondas cando se ven con microscopía de contraste de fase ou con microscopio electrónico de transmisión.^[5]

Aínda que as formas L poden desenvolverse a partir de bacterias grampositivas ou de gramnegativas, as formas L sempre se tinguen como gramnegativas na tinguidura de Gram, debido á súa falta de parede celular.

A parede celular é importante para a división celular, a cal, na maioría das bacterias, ocorre por fisión binaria. A falta de parede celular nas formas L significa que a súa división é desorganizada, o que dá lugar a unha variedade de tamaños celulares, desde moi diminutos a outros relativamente grandes.

Nas bacterias a división ccelular xeralmente require a existencia da parede celular e compoñentes do citoesqueleto bacteriano como FtsZ. A capacidade das bacterias de forma L de crecer e dividirse en ausencia de ambas os elementos é moi pouco usual, e pode representar unha forma de división que era importante nas primeiras formas de vida que apareceron na Terra.^[1] A súa forma de división celular parece consistir na extensión desde a superficie da célula de finas protrusións, as cales despois se evaxinan e desprenden para formar novas células.

Xeración en cultivos

As formas L poden xerarse no laboratorio a partir de moitas especies bacterianas que xeralmente teñen parede celular, como Bacillus subtilis ou Escherichia coli. Isto faise inhibindo a síntese de peptidoglicano con antibióticos ou tratando as células con lisozima, un encima que dixire as paredes celulares. As formas L xéranse nun medio de cultivo que teña a mesma osmolaridade ca o citosol bacteriano (unha solución isotónica), o cal impide a lise celular por choque osmótico.^[2] As cepas L poden ser inestables, e tender a reverter á forma normal desa bacteria ao volverlles a crecer a parede celular, pero isto pode impedirse facendo un cultivo a longo prazo das células baixo as mesmas condicións usadas para producilas.^[6]

Algúns estudos identificaron mutacións que orixinan cepas con formas L derivadas das bacterias normais.^[1][2] Unha destas mutacións puntuais afecta a un encima implicado na vía do mevalonato do metabolismo lipídico que incrementa a frecuencia da formación de formas L en 1.000 veces.^[1] A razón deste efecto non se coñece, pero crese que o incremento da frecuencia está relacionado co papel deste encima en producir un lípido importante para a síntese do peptidoglicano.

Outra metodoloxía de indución da formación de formas L depende da nanotecnoloxía e a ecoloxía de paisaxe. Poden idearse aparellos de microfluídos para impedir a síntese de peptidoglicano por confinamento espacial extremo. Despois da dispersión biolóxica a través dun corredor biolóxico constrinxido (de escala submicrométrica) que conecta parches de microhábitats, poden obterse células do tipo das formas L.^[7]

Importancia e aplicacións

Algunhas publicacións suxeriron que as bacterias de forma L poderían causar enfermidades en humanos,^[8] e outros animais^[9] pero esta hipótese é controvertida porque as evidencias que asocian estes microorganismos coas enfermidades é fragmentaria e frecuentemente contraditoria.^[10][11] Os dous puntos de vista extremos desta cuestión son que as bacterias de formas L non son máis que curiosidades de laboratorio sen importancia clínica ou ben que son causantes importantes pero desapercibidas de enfermidades.^[4] As investigacións sobre as formas L continúan. Por exemplo, observáronse organismos de formas L nos pulmóns de ratos despois da súa inoculación experimental con Nocardia caviae,^[12][13] e un estudo recente suxire que estes organismos poden infectar a pacientes inmunosuprimidos que sufriron un transplante de medula ósea.^[14] Propúxose tamén que a formación de cepas de bacterias que carecen de paredes celulares é importante para a adquisición de resistencia a antibióticos polas bacterias.^[15]

As bacterias de formas L poden ser útiles na investigación das primeiras formas de vida, e en biotecnoloxía. Estas cepas están sendo examinadas para posibles usos en biotecnoloxía como cepas hóspede para a expresión de proteínas recombinantes.^[16] A ausencia de parede celular pode permitir a produción de grandes cantidade de proteínas segregadas que doutro modo se acumularían no espazo periplásmico da bacteria.^[17][18] A acumulación de proteínas no espazo periplásmico pode ser tóxica para a bacteria, a cal pode reducir o rendemento da produción das proteínas expresadas.