Molecular Epidemiology of Group A Streptococcus Infections in The Gambia.

Molecular epidemiological data on Group A Streptococcus (GAS) infection in Africa is scarce. We characterized the emm-types and emm-clusters of 433 stored clinical GAS isolates from The Gambia collected between 2004 and 2018. To reduce the potential for strain mistyping, we used a newly published primer for emm-typing. There was considerable strain diversity, highlighting the need for vaccine development offering broad strain protection

Streptococcus pyogenes carriage and infection within households in The Gambia: a longitudinal cohort study.

BACKGROUND: Streptococcus pyogenes causes more than 500 000 deaths per year globally, which occur disproportionately in low-income and middle-income countries. The roles of S pyogenes skin and pharyngeal carriage in transmission are unclear. We aimed to investigate the clinical epidemiology and household transmission dynamics of both S pyogenes asymptomatic carriage and infection in a high-burden setting. METHODS: We did a 1-year prospective, longitudinal, household cohort study, recruiting healthy participants from households in Sukuta, The Gambia. Households were eligible if they comprised at least three members, including one child younger than 18 years, and were excluded if more than half of household members declined to participate. Households were identified by random GPS coordinates derived from census data. At monthly visits, pharyngeal and normal skin swabs were collected for S pyogenes culture, and sociodemographic data were recorded by interview. Incident pharyngitis and pyoderma infections were captured. Cultured isolates underwent emm genotyping. The primary outcome measures were incidence of S pyogenes carriage and disease. Additional outcomes were prevalence of S pyogenes skin and pharyngeal carriage, S pyogenes skin and pharyngeal clearance time, S pyogenes emm type, risk factors for carriage and disease events, household secondary attack rate, and emm-linked household transmission events. The study is registered on ClinicalTrials.gov, NCT05117528. FINDINGS: Between July 27, 2021, and Sept 28, 2022, 442 participants were enrolled from 44 households. The median age was 15 years (IQR 6-28) and 233 (53%) were female. We identified 17 pharyngitis and 99 pyoderma events and 49 pharyngeal and 39 skin S pyogenes carriage acquisition events. Mean monthly prevalence was 1·4% (95% CI 1·1-1·9) for S pyogenes pharyngeal carriage and 1·2% (0·9-1·6) for S pyogenes skin carriage. Incidence was 120 per 1000 person-years (95% CI 87-166) for S pyogenes pharyngeal carriage, 124 per 1000 person-years (90-170) for S pyogenes skin carriage, 51 per 1000 person-years (31-84) for S pyogenes pharyngitis, and 263 per 1000 person-years (212-327) for S pyogenes pyoderma. Pharyngeal carriage risk was higher during the rainy season (HR 5·67, 95% CI 2·19-14·69) and in larger households (per additional person: 1·03, 1·00-1·05), as was pharyngitis risk (rainy season: 3·00, 1·10-8·22; household size: 1·04, 1·02-1·07). Skin carriage risk was not affected by season or household size, but was lower in female than in male participants (0·45, 0·22-0·92) and highest in children younger than 5 years compared with adults (22·69, 3·08-167·21), with similar findings for pyoderma (female sex: 0·34, 0·19-0·61; age <5 years: 7·00, 2·78-17·64). Median clearance time after carriage acquisition was 4·0 days for both skin (IQR 3·5-7·0) and pharynx (3·5-7·3). The mean household secondary attack rate was 4·9 (95% CI 3·5-6·3) for epidemiologically linked S pyogenes events and 0·74 (0·3-1·2) for emm-linked S pyogenes events. Of the 204 carriage and disease events, emm types were available for 179 (88%). Only 18 emm-linked between-visit household transmission events were identified. Pyoderma was the most common source of S pyogenes household transmissions in 11 (61%) of 18 emm-linked transmissions. Both pharynx to skin and skin to pharynx transmission events were observed. INTERPRETATION: S pyogenes carriage and infection are common in The Gambia, particularly in children. Most events are non-household acquisitions, but skin carriage and pyoderma have an important role in S pyogenes household transmission and bidirectional transmission between skin and pharynx occurs. FUNDING: Wellcome Trust, Chadwick Trust, Fonds National de la Recherche Scientifique (Belgium), European Society for Paediatric Infectious Diseases, and Medical Research Council (UK)

Etude de la hiérarchie de sécrétion des effecteurs de virulence chez Shigella flexneri

Shigella provoque la dysenterie bacillaire en envahissant les muqueuses du colon. Cette maladie diarrhéique est responsable d’un million de décès par an essentiellement dans les pays en voie développement. Les gènes nécessaires àl’entrée dans les cellules hôtes sont regroupés sur un fragment d’ADN plasmidique de 30-kb. Celui-ci contient deux types de gènes, les gènes ipa(B, C et D) et ipgcodant pour des protéines responsables de l’entrée de la bactérie dans les cellules, et les gènes mxi/spacodant pour un système de sécrétion appelétype III (SST3) nécessaire àla sécrétion des facteurs de virulence. Les gènes mxi/spaetipa/ipgsont exprimés à37°C et les protéines Ipa/Ipgrestent dans le cytoplasme jusqu’àce que le SST3 soit activéau contact de la cellule hôte. Ce contact induit l’internalisation de la bactérie par macropinocytose, suivie de sa dissémination intra-et intercellulaire. Des observations en microscopie électronique (ME) montrent que le SST3 est composéde trois parties: i) une aiguille dont la longueur est régulée à50 nm par la protéine Spa32, ii) un corps basal qui traverse les membranes interneet externe ainsi que le peptidoglycane, et iii) un bulbe cytoplasmique. Le SST3 est le dispositif principal de virulence et permet l’injection de facteurs de virulences du cytoplasme bactérien vers celui de la cellule cible. Shigelladoit sécréter ces protéines de manière ordonnée. Très peu de travaux ont abordécette question. L’objectif principal de ce travail de thèse a étéd’étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans la hiérarchie de sécrétion.Nous avons principalement investiguéle rôle de 3 protéines: Spa32, Spa40 et MxiC dans la sécrétion. Nous avons montré, par des études génétiques, que contrairement aux études publiées sur les protéines homologues, Spa32 n’agit pas comme un «molecularruler»pour réguler la taille de l’aiguille. Nous avons montréque cette régulation nécessite l’interaction de Spa32 via ses résidus 206-246 au domaine C-terminal de Spa40 (Spa40C) (Botteaux et al. 2008a). Ayant identifiécette interaction avec Spa40, l’étape suivante de notre travail a portésur la caractérisation de la fonction du gène spa40par des méthodes génétique, biochimique et structurale (ME). Nos résultats montrent que Spa40 joue un rôle important dans l’assemblage du SST3. Des plus, nous avons mis en évidence de nouvelles interactions impliquant Spa40C et des composants du SST3 (Botteaux et al. in preparation).Parallèlement àces travaux, nous avons montréque l’inactivation du gène mxiCaboutit àune dérégulation spécifique de la sécrétion des effecteurs sans altérer celle des translocateurs IpaB et IpaC. Cette augmentation de sécrétion est due àune augmentation de transcription des gènes tardifs, conséquence de la sécrétion précoce de l’anti-activateur transcriptionnel, OspD1 (Botteaux et al. 2008b). De plus, nous avons montréque MxiC est un substrat de l’appareil de sécrétion et que cette sécrétion est associée àsa fonction. Finalement, la mise en évidence d’une interaction entre MxiC et Spa47, l’ATPase du SST3 nous permet de proposer un modèle régulant la hiérarchie de sécrétion des effecteurs.Dans une autre partie de notre travail, nous avons identifié, par des expériences de ME et d’immunomarquage, que l’invasineIpaD est localisée au sommet de l’aiguille du SST3 oùelle lui sert de bouchon. Enfin, de manière très intéressante, nous avons montréque des anticorps anti-IpaD neutralisent l’entrée de Shigelladans les cellules (Sani, Botteaux et al. 2007, dépôt de brevet). IpaD, étant conservée dans les isolats invasifs de Shigella, représente donc un réel candidat vaccinal pouvant pallier la diversitédes sérotypesbactériens.En conclusion, nos travaux représentent une contribution importante àla compréhension des mécanismes de virulence bactériens et dépassent le cadre de Shigellapuisque les systèmes de sécrétion sont hautement conservés parmi plusieurs pathogènes. L’identification de drogues pouvant interférer avec ces systèmes de sécrétion représente une voie d’avenir pour le développement de nouveaux agents anti-infectieux.Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiquesinfo:eu-repo/semantics/nonPublishe

Etude de la hiérarchie de sécrétion des effecteurs de virulence chez Shigella flexneri

Shigella provoque la dysenterie bacillaire en envahissant les muqueuses du colon. Cette maladie diarrhéique est responsable d’un million de décès par an essentiellement dans les pays en voie développement. Les gènes nécessaires àl’entrée dans les cellules hôtes sont regroupés sur un fragment d’ADN plasmidique de 30-kb. Celui-ci contient deux types de gènes, les gènes ipa(B, C et D) et ipgcodant pour des protéines responsables de l’entrée de la bactérie dans les cellules, et les gènes mxi/spacodant pour un système de sécrétion appelétype III (SST3) nécessaire àla sécrétion des facteurs de virulence. Les gènes mxi/spaetipa/ipgsont exprimés à37°C et les protéines Ipa/Ipgrestent dans le cytoplasme jusqu’àce que le SST3 soit activéau contact de la cellule hôte. Ce contact induit l’internalisation de la bactérie par macropinocytose, suivie de sa dissémination intra-et intercellulaire. Des observations en microscopie électronique (ME) montrent que le SST3 est composéde trois parties: i) une aiguille dont la longueur est régulée à50 nm par la protéine Spa32, ii) un corps basal qui traverse les membranes interneet externe ainsi que le peptidoglycane, et iii) un bulbe cytoplasmique. Le SST3 est le dispositif principal de virulence et permet l’injection de facteurs de virulences du cytoplasme bactérien vers celui de la cellule cible. Shigelladoit sécréter ces protéines de manière ordonnée. Très peu de travaux ont abordécette question. L’objectif principal de ce travail de thèse a étéd’étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans la hiérarchie de sécrétion.Nous avons principalement investiguéle rôle de 3 protéines: Spa32, Spa40 et MxiC dans la sécrétion. Nous avons montré, par des études génétiques, que contrairement aux études publiées sur les protéines homologues, Spa32 n’agit pas comme un «molecularruler»pour réguler la taille de l’aiguille. Nous avons montréque cette régulation nécessite l’interaction de Spa32 via ses résidus 206-246 au domaine C-terminal de Spa40 (Spa40C) (Botteaux et al. 2008a). Ayant identifiécette interaction avec Spa40, l’étape suivante de notre travail a portésur la caractérisation de la fonction du gène spa40par des méthodes génétique, biochimique et structurale (ME). Nos résultats montrent que Spa40 joue un rôle important dans l’assemblage du SST3. Des plus, nous avons mis en évidence de nouvelles interactions impliquant Spa40C et des composants du SST3 (Botteaux et al. in preparation).Parallèlement àces travaux, nous avons montréque l’inactivation du gène mxiCaboutit àune dérégulation spécifique de la sécrétion des effecteurs sans altérer celle des translocateurs IpaB et IpaC. Cette augmentation de sécrétion est due àune augmentation de transcription des gènes tardifs, conséquence de la sécrétion précoce de l’anti-activateur transcriptionnel, OspD1 (Botteaux et al. 2008b). De plus, nous avons montréque MxiC est un substrat de l’appareil de sécrétion et que cette sécrétion est associée àsa fonction. Finalement, la mise en évidence d’une interaction entre MxiC et Spa47, l’ATPase du SST3 nous permet de proposer un modèle régulant la hiérarchie de sécrétion des effecteurs.Dans une autre partie de notre travail, nous avons identifié, par des expériences de ME et d’immunomarquage, que l’invasineIpaD est localisée au sommet de l’aiguille du SST3 oùelle lui sert de bouchon. Enfin, de manière très intéressante, nous avons montréque des anticorps anti-IpaD neutralisent l’entrée de Shigelladans les cellules (Sani, Botteaux et al. 2007, dépôt de brevet). IpaD, étant conservée dans les isolats invasifs de Shigella, représente donc un réel candidat vaccinal pouvant pallier la diversitédes sérotypesbactériens.En conclusion, nos travaux représentent une contribution importante àla compréhension des mécanismes de virulence bactériens et dépassent le cadre de Shigellapuisque les systèmes de sécrétion sont hautement conservés parmi plusieurs pathogènes. L’identification de drogues pouvant interférer avec ces systèmes de sécrétion représente une voie d’avenir pour le développement de nouveaux agents anti-infectieux.Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiquesinfo:eu-repo/semantics/nonPublishe

Group A Streptococcus infections in children: From virulence to clinical management

Purpose of review Recent findings have open new perspectives on group A Streptococcus (GAS) virulence understanding with special focus on the carrier stage and new hopes for an efficient vaccine against this important pathogen. Recent findings Understanding of carriage state, transmission and role of virulence factors in invasive infections have been recently active research fields questioning the link between carriage and infections and highlighting the potential to prevent invasive diseases. New roles for already well known virulence factors, such as Streptolysin O, M protein or NAD(+)-glycohydrolase have been discovered. Immunological studies have also shown diversity in both clinical and immunological responses toward various GAS antigens raising questions, and hopes, for the development of an efficient global vaccine candidate. Summary A greater understanding of GAS virulence strategies, and their associated clinical manifestations, may be obtained by shifting our research scope toward virulence determinant interactions and cooperation rather than focusing on individual virulence factor or specific strain characterization only.SCOPUS: re.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Deciphering the host response and transcriptome reprogramming during infection of Streptococcus pyogenes by a lytic phage

info:eu-repo/semantics/nonPublishe

Invasive Group A Streptococcal Infections: Benefit of Clindamycin, Intravenous Immunoglobulins and Secondary Prophylaxis

Introduction: Mortality associated with invasive group A streptococcal infections (iGAS) remains high among adults, with lower mortality in children. The added value of both clindamycin and immunoglobulins in such treatment is still controversial, as is the need for antibiotic secondary prophylaxis. It is unlikely that conclusive randomized clinical studies will ever definitively end these controversies. Materials and Methods: A clinical and experimental literature review was conducted in Pubmed, Cochrane, and lay literature to determine the benefit of adding clindamycin and immunoglobulins to β-lactams in the management of iGAS, as well as the need for secondary prophylaxis measures in close contacts. Results: This review includes two meta-analyses, two randomized controlled trials, four prospective studies, five retrospective studies, and microbiological studies. To reduce mortality and morbidity, it appears useful to add clindamycin to β-lactams in severe clinical presentations, including necrotizing fasciitis or streptococcal toxic shock syndrome, and immunoglobulins for the latter two presentations. The high risk of secondary infection in household contacts justifies the need of taking preventive measures. Conclusions: Both clinical studies and available experimental evidence suggest that adding clindamycin and immunoglobulins as adjunctive therapies in the management of invasive group A streptococcal infections may reduce mortality. Household contacts should be warned about the increased risk of secondary infection, and chemoprophylaxis may be considered in certain situations.SCOPUS: re.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Adaptation of the Group A Streptococcus – phage A25 virocell to the human host

info:eu-repo/semantics/nonPublishe

Functional insights into the Shigella type III needle tip IpaD in secretion control and cell contact

Summary: Type III secretion apparatus (T3SA) are complex nanomachines that insert a translocation pore into the host cell membrane through which effector proteins are injected into the cytosol. In Shigella, the pore is inserted by a needle tip complex that also controls secretion. IpaD is the key protein that rules the composition of the tip complex before and upon cell contact or Congo red (CR) induction. However, how IpaD is involved in secretion control and translocon insertion remains not fully understood. Here, we report the phenotypic analysis of 20 10-amino acids deletion variants all along the coiled-coil and the central domains of IpaD (residues 131-332). Our results highlight three classes of T3S phenotype; (i) wild-type secretion, (ii) constitutive secretion of all classes of effectors, and (iii) constitutive secretion of translocators and early effectors, but not of late effectors. Our data also suggest that the composition of the tip complex defines both the T3SA inducibility state and late effectors secretion. Finally, we shed light on a new aspect regarding the contact of the needle tip with cell membrane by uncoupling the Shigella abilities to escape macrophage vacuole, and to insert the translocation pore or to invade non-phagocytic cells. © 2013 Blackwell Publishing Ltd.SCOPUS: ar.jFLWINinfo:eu-repo/semantics/publishe