A genomic island in Brucella involved in the adhesion to host cells: identification of a new adhesin and a translocation factor

Adhesion to host cells is the first step in the virulence cycle of any pathogen. In Gram-negative bacteria, adhesion is mediated, among other virulence factors such as the lipopolysaccharides, by specific outer-membrane proteins generally termed adhesins that belong to a wide variety of families and have different evolutionary origins. In Brucella, a widespread zoonotic pathogen of animal and human health concern, adhesion is central as it may determine the intracellular fate of the bacterium, an essential stage in its pathogenesis. In the present paper, we further characterised a genomic locus that we have previously reported encodes an adhesin (BigA) with a bacterial immunoglobulin-like domain (BIg-like). We found that this region encodes a second adhesin, which we have named BigB; and PalA, a periplasmic protein necessary for the proper display in the outer membrane of BigA and BigB. Deletion of bigB or palA diminishes the adhesion of the bacterium and overexpression of BigB dramatically increases it. Incubation of cells with the recombinant BIg-like domain of BigB induced important cytoskeletal rearrangements and affected the focal adhesion sites indicating that the adhesin targets cell–cell or cell–matrix proteins. We additionally show that PalA has a periplasmic localisation and is completely necessary for the proper display of BigA and BigB, probably avoiding their aggregation and facilitating their transport to the outer membrane. Our results indicate that this genomic island is entirely devoted to the adhesion of Brucella to host cells.Fil: Lopez, Paula Veronica. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Guaimas, Francisco Fernando. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Czibener, Cecilia. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Ugalde, Juan Esteban. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentin

Insulin and insulin like growth factor II endocytosis and signaling via insulin receptor B

Insulin and insulin-like growth factors (IGFs) act on tetrameric tyrosine kinase receptors controlling essential functions including growth, metabolism, reproduction and longevity. The insulin receptor (IR) binds insulin and IGFs with different affinities triggering different cell responses. RESULTS: We showed that IGF-II induces cell proliferation and gene transcription when IR-B is over-expressed. We combined biotinylated ligands with streptavidin conjugated quantum dots and visible fluorescent proteins to visualize the binding of IGF-II and insulin to IR-B and their ensuing internalization. By confocal microscopy and flow cytometry in living cells, we studied the internalization kinetic through the IR-B of both IGF-II, known to elicit proliferative responses, and insulin, a regulator of metabolism. CONCLUSIONS: IGF-II promotes a faster internalization of IR-B than insulin. We propose that IGF-II differentially activates mitogenic responses through endosomes, while insulin-activated IR-B remains at the plasma membrane. This fact could facilitate the interaction with key effector molecules involved in metabolism regulation.Fil: Giudice, Jimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Barcos, Lucía Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Guaimas, Francisco Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas - Instituto Tecnológico Chascomús. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (sede Chascomús); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Penas Steinhardt, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral "Profesor R .A. Margni"; ArgentinaFil: Giordano, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Investigaciones en Bionanociencias "Elizabeth Jares Erijman"; Argentina. Max Planck Institute for Biophysical. Laboratory of Cellular Dynamics; AlemaniaFil: Jares, Elizabeth Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Coluccio Leskow, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas; Argentin

RomA, A Periplasmic Protein Involved in the Synthesis of the Lipopolysaccharide, Tunes Down the Inflammatory Response Triggered by Brucella

Brucellaceae are stealthy pathogens with the ability to survive and replicate in the host in the context of a strong immune response. This capacity relies on several virulence factors that are able to modulate the immune system and in their structural components that have low proinflammatory activities. Lipopolysaccharide (LPS), the main component of the outer membrane, is a central virulence factor of Brucella, and it has been well established that it induces a low inflammatory response. We describe here the identification and characterization of a novel periplasmic protein (RomA) conserved in alpha-proteobacteria, which is involved in the homeostasis of the outer membrane. A mutant in this gene showed several phenotypes, such as membrane defects, altered LPS composition, reduced adhesion, and increased virulence and inflammation. We show that RomA is involved in the synthesis of LPS, probably coordinating part of the biosynthetic complex in the periplasm. Its absence alters the normal synthesis of this macromolecule and affects the homeostasis of the outer membrane, resulting in a strain with a hyperinflammatory phenotype. Our results suggest that the proper synthesis of LPS is central to maximize virulence and minimize inflammation.Fil: Valguarnera, Pablo Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Spera, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Czibener, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Fulgenzi, Fabiana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Casabuono, Adriana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Altabe, Silvia Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Pasquevich, Karina Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Guaimas, Francisco Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Cassataro, Juliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Couto, Alicia Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Ugalde, Juan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentin

Omp19 enables Brucella abortus to evade the antimicrobial activity from host's proteolytic defense system

Pathogenic microorganisms confront several proteolytic events in the molecular interplay with their host, highlighting that proteolysis and its regulation play an important role during infection. Microbial inhibitors, along with their target endogenous/exogenous enzymes, may directly affect the host’s defense mechanisms and promote infection. Omp19 is a Brucella spp. conserved lipoprotein anchored by the lipid portion in the Brucella outer membrane. Previous work demonstrated that purified unlipidated Omp19 (U-Omp19) has protease inhibitor activity against gastrointestinal and lysosomal proteases. In this work, we found that a Brucella omp19 deletion mutant is highly attenuated in mice when infecting by the oral route. This attenuation can be explained by bacterial increased susceptibility to host proteases met by the bacteria during establishment of infection. Omp19 deletion mutant has a cell division defect when exposed to pancreatic proteases that is linked to cell-cycle arrest in G1-phase, Omp25 degradation on the cell envelope and CtrA accumulation. Moreover, Omp19 deletion mutant is more susceptible to killing by macrophage derived microsomes than wt strain. Preincubation with gastrointestinal proteases led to an increased susceptibility of Omp19 deletion mutant to macrophage intracellular killing. Thus, in this work, we describe for the first time a physiological function of B. abortus Omp19. This activity enables Brucella to better thrive in the harsh gastrointestinal tract, where protection from proteolytic degradation can be a matter of life or death, and afterwards invade the host and bypass intracellular proteases to establish the chronic infection.Fil: Pasquevich, Karina Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Carabajal, Marianela Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Guaimas, Francisco Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Bruno, Laura Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Roset, Mara Sabrina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Coria, Mirta Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Rey Serrantes, Diego A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Comerci, Diego José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Cassataro, Juliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentin

Brucella hijacks host-mediated palmitoylation to stabilize and localize PrpA to the plasma membrane

Brucellaceae are a group of pathogenic intracellular bacteria with the ability to modulate the host response, both at the individual cell level and systemically. One of the hallmarks of the virulence process is the capacity of the bacteria to downregulate the adaptive and acquired host immune response through a plethora of virulence factors that directly impact several key signaling cascades. PrpA is one of those virulence factors that alters, via its polyclonal B-cell activity, the humoral and cellular immune responses of the host, ultimately favoring the establishment of a chronic infection. Even though PrpA affects B cells, it directly targets macrophages, triggering a response that ultimately affects B lymphocytes. In the present article we report that PrpA is S-palmitoylated in two N-terminal cysteine residues by the host cell and that this modification is necessary for its biological activity. Our results demonstrate that S-palmitoylation promotes PrpA migration to the host cell plasma membrane and stabilizes the protein during infection. These findings add a new mechanism exploited by this highly evolved pathogen to modulate the host immune response.Fil: Spera, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Guaimas, Francisco Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Corvi, Maria Martha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Ugalde, Juan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentin

Interaction network and localization of Brucella abortus membrane proteins involved in the synthesis, transport, and succinylation of cyclic β-1,2-glucans

Cyclic β-1,2-glucans (CβG) are periplasmic homopolysaccharides that play an important role in the virulence and interaction of Brucella with the host. Once synthesized in the cytoplasm by the CβG synthase (Cgs), CβG are transported to the periplasm by the CβG transporter (Cgt) and succinylated by the CβG modifier enzyme (Cgm). Here, we used a bacterial two-hybrid system and coimmunoprecipitation techniques to study the interaction network between these three integral inner membrane proteins. Our results indicate that Cgs, Cgt, and Cgm can form both homotypic and heterotypic interactions. Analyses carried out with Cgs mutants revealed that the N-terminal region of the protein (Cgs region 1 to 418) is required to sustain the interactions with Cgt and Cgm as well as with itself. We demonstrated by single-cell fluorescence analysis that in Brucella, Cgs and Cgt are focally distributed in the membrane, particularly at the cell poles, whereas Cgm is mostly distributed throughout the membrane with a slight accumulation at the poles colocalizing with the other partners. In summary, our results demonstrate that Cgs, Cgt, and Cgm form a membrane-associated biosynthetic complex. We propose that the formation of a membrane complex could serve as a mechanism to ensure the fidelity of CβG biosynthesis by coordinating their synthesis with the transport and modification.Fil: Guidolin, Leticia Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Morrone Seijo, Susana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Guaimas, Francisco Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Comerci, Diego José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Ezeiza; ArgentinaFil: Ciocchini, Andres Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentin

A T4SS Effector Targets Host Cell Alpha-Enolase Contributing to Brucella abortus Intracellular Lifestyle

Brucella abortus, the causative agent of bovine brucellosis, invades and replicates within cells inside a membrane-bound compartment known as the Brucella containing vacuole (BCV). After trafficking along the endocytic and secretory pathways, BCVs mature into endoplasmic reticulum-derived compartments permissive for bacterial replication. Brucella Type IV Secretion System (VirB) is a major virulence factor essential for the biogenesis of the replicative organelle. Upon infection, Brucella uses the VirB system to translocate effector proteins from the BCV into the host cell cytoplasm. Although the functions of many translocated proteins remain unknown, some of them have been demonstrated to modulate host cell signaling pathways to favor intracellular survival and replication. BPE123 (BAB2_0123) is a B. abortus VirB-translocated effector protein recently identified by our group whose function is yet unknown. In an attempt to identify host cell proteins interacting with BPE123, a pull-down assay was performed and human alpha-enolase (ENO-1) was identified by LC/MS-MS as a potential interaction partner of BPE123. These results were confirmed by immunoprecipitation assays. In bone-marrow derived macrophages infected with B. abortus, ENO-1 associates to BCVs in a BPE123-dependent manner, indicating that interaction with translocated BPE123 is also occurring during the intracellular phase of the bacterium. Furthermore, ENO-1 depletion by siRNA impaired B. abortus intracellular replication in HeLa cells, confirming a role for alpha-enolase during the infection process. Indeed, ENO-1 activity levels were enhanced upon B. abortus infection of THP-1 macrophagic cells, and this activation is highly dependent on BPE123. Taken together, these results suggest that interaction between BPE123 and host cell ENO-1 contributes to the intracellular lifestyle of B. abortus

BigA is a novel adhesin of Brucella that mediates adhesion to epithelial cells

Adhesion to cells is the initial step in the infectious cycle of basically all pathogenic bacteria, and to do so, microorganisms have evolved surface molecules that target different cellular receptors. Brucella is an intracellular pathogen that infects a wide range of mammals whose virulence is completely dependent on the capacity to replicate in phagocytes. Although much has been done to elucidate how Brucella multiplies in macrophages, we still do not understand how bacteria invade epithelial cells to perform a replicative cycle or what adhesion molecules are involved in the process. We report the identification in Brucella abortus of a novel adhesin that harbours a bacterial immunoglobulin-like domain and demonstrate that this protein is involved in the adhesion to polarized epithelial cells such as the Caco-2 and Madin-Darby canine kidney models targeting the bacteria to the cell-cell interaction membrane. While deletion of the gene significantly reduced adhesion, over-expression dramatically increased it. Addition of the recombinant protein to cells induced cytoskeleton rearrangements and showed that this adhesin targets proteins of the cell-cell interaction membrane in confluent cultures.Fil: Czibener, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Merwaiss, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Guaimas, Francisco Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: del Giudice, Mariela Giselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Rey Serantes, Diego Armando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Spera, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Ugalde, Juan Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentin

Oral co-administration of a bacterial protease inhibitor in the vaccine formulation increases antigen delivery at the intestinal epithelial barrier

The study of capture and processing of antigens (Ags) by intestinal epithelial cells is very important for development of new oral administration systems. Efficient oral Ag delivery systems must resist enzymatic degradation by gastric and intestinal proteases and deliver the Ag across biological barriers. The recombinant unlipidated outer membrane protein from Brucella spp. (U-Omp19) is a protease inhibitor with immunostimulatory properties used as adjuvant in oral vaccine formulations. In the present work we further characterized its mechanism of action and studied the interaction and effect of U-Omp19 on the intestinal epithelium. We found that U-Omp19 inhibited protease activity from murine intestinal brush-border membranes and cysteine proteases from human intestinal epithelial cells (IECs) promoting co-administered Ag accumulation within lysosomal compartments of IECs. In addition, we have shown that co-administration of U-Omp19 facilitated the transcellular passage of Ag through epithelial cell monolayers in vitro and in vivo while did not affect epithelial cell barrier permeability. Finally, oral co-delivery of U-Omp19 in mice induced the production of Ag-specific IgA in feces and the increment of CD103+ CD11b− CD8α+ dendritic cells subset at Peyer's patches. Taken together, these data describe a new mechanism of action of a mucosal adjuvant and support the use of this rationale/strategy in new oral delivery systems for vaccines.Fil: Coria, Mirta Lorena. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Risso, Gabriela Sofía. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Guaimas, Francisco Fernando. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Ferrero, Mariana Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Bruno, Laura. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Pasquevich, Karina Alejandra. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; ArgentinaFil: Cassataro, Juliana. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentin