Staphylococcus aureus adaptation to the host and persistence: Role of loss of capsular polysaccharide expression

A vast array of virulence factors enable Staphylococcus aureus to readily adapt to different environmental niches in diverse hosts. The cap gene cluster is present in almost all relevant clinical S. aureus isolates and capsular polysaccharide expression is apparent in isolates from patients with acute infection. The number of S. aureus isolates from patients with chronic infections that do not express capsular polysaccharide, however, is significantly high, indicating that loss of capsular polysaccharide expression may be a key S. aureus feature associated with persistence. The role of the loss of capsular polysaccharide expression as well as the emergence of other defined phenotypes and their relevance to persistence of S. aureus and chronicity of the infection is discussed in this article. © 2010 Future Medicine Ltd.Fil: Tuchscherr, Lorena Paola Nelly. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universitätsklinikum Münste; AlemaniaFil: Lffler, Bettina. Universitätsklinikum Münste; AlemaniaFil: Buzzola, Fernanda Roxana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Sordelli, Daniel Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires; Argentin

Auxotrophic mutant of Staphylococcus aureus interferes with nasal colonization by the wild type

Staphylococcus aureus nasal carriage is a risk factor for infection in humans, particularly in the hospital setting. Bacterial interference was used as an alternative strategy for the prevention of upper respiratory, urogenital and gastrointestinal tract infections. This study was designed to assess if the administration of a live-attenuated aroA mutant of S. aureus is useful as a potential approach to prevent transient staphylococcal nasal carriage by virulent strains. We constructed an aroA mutant of S. aureus Newman strain by homologous recombination. The auxotrophic NK41 mutant was attenuated as determined by the increase of the LD50 after intraperitoneal challenge. In mice, previous nasal colonization with the NK41 mutant significantly reduced the number of CFU of S. aureus (HU-71 and Hde288) clinical isolates and the parental Newman strain. The NK41 mutant was unable to induce a pro-inflammatory response and to damage the invaded human respiratory epithelial cells. Moreover, the cells previously or simultaneously infected with the NK41 mutant were invaded by virulent strains in a significantly lower degree than those of the control group. In conclusion, the attenuated NK41 mutant interfered with the colonization and establishment of pathogenic strains of S. aureus, which produce severe infections. © 2011 Institut Pasteur.Fil: Barbagelata, María Sol. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Álvarez, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Gordiola, Mariana Laura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Tuchscherr, Lorena Paola Nelly. Münster Universitätsklinikum Münster; AlemaniaFil: von Eiff, Cristoff. Münster Universitätsklinikum Münster; AlemaniaFil: Becker, Karsten. Münster Universitätsklinikum Münster; AlemaniaFil: Sordelli, Daniel Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Buzzola, Fernanda Roxana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentin

Staphylococcus aureus proveniente de infección crónica recupera la expresión de factores de virulencia luego de pasajes por sangre en un modelo murino de bacteriemia

Staphylococcus aureus, un patógeno oportunista, es la principal causa de osteomielitis. Al ingresar al huésped, {S. aureus} microevoluciona y se adapta para la persistencia y cronicidad de la infección. Un rasgo adaptativo para persistir es la pérdida de expresión del gen {agr}, con reducción de virulencia y falta de expresión de polisacárido capsular (PC). Los mutantes de {agr} probablemente representan un callejón sin salida de la evolución en el sitio de infección, porque puede dificultarse su diseminación a través de la sangre y causar infecciones metastásicas. El objetivo de este trabajo fue determinar si existen mecanismos que le permitan a la bacteria recuperar la expresión de factores de virulencia bajo presión selectiva de ambientes hostiles como el torrente sanguíneo. Materiales y métodos La cepa HU-14 se aisló de un paciente de 34 años con un implante protésico en el fémur derecho. Es SCCmec tipo 1, Agr II, ST5, CC5 y Spa t149, pero su PC fue no tipificable (NT). Posee una inserción de IS256 en {agrC}, lo que hace que {agr} esté inactivo. HU-14 fue inoculado por via i.p. a ratones CF1. Los animales se sacrificaron a las 24 h y las bacterias se recuperaron de la sangre, se sembraron en placas de TSA y a las 24 h se reinyectaron en otros ratones. Este ciclo se repitió 7 veces. El aislamiento de {S. aureus} P3.1 se recuperó en el tercer ciclo. La producción de PC5 se evaluó mediante "colony inmunoblot" y la de estafiloxantina por espectrometría. La integridad de los principales reguladores se investigó mediante el análisis de secuencia de genoma completo obtenido por Illumina MiSeq. La expresión de RNAIII y otros reguladores principales se evaluó mediante qRT-PCR. La actividad de {sigB} se evaluó por qRT-PCR de {asp23}. Resultados P3.1 expresó PC5 con fenotipo estable. La amplificación por PCR del locus {agr} reveló que IS256 permanecía en {agrC}. Se demostró que ambas cepas no expresaban RNAIII, confirmando que el locus {agr} estaba inactivo. Las colonias de P3.1 en TSA se observaron altamente pigmentadas en comparación con HU-14 y sólo P3.1 produjo estafiloxantina. La evaluación de la expresión de {asp23} reveló que existe mayor actividad de {sigB} en la variante P3.1 en comparación con la cepa parental HU-14. Los niveles de producción de proteasa y hemolisina, así como el perfil de resistencia a los antibióticos de ambos aislamientos fueron idénticos. Conclusión Se demostró que un aislamiento clínico de {S. aureus} adaptado a la cronicidad, que no produce PC5 ni estafiloxantina, puede recuperar la producción de ambos caracteres {in vivo} después del pasaje por el torrente sanguíneo. Esa recuperación se asoció al aumento de la actividad de {sigB}. Así, la pérdida de expresión de PC sería un punto final de microevolución sólo en el sitio de infección. Dado que la expresión de PC se puede recuperar dentro del huésped a pesar que su mayor regulador continúa inactivo, nuestros hallazgos subrayan la importancia del PC como candidato a vacuna.Fil: Suligoy Lozano, Carlos Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Díaz, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Gherke, Ana. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas; ArgentinaFil: Cáceres, María Emilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Wendler, Sindy. Universitat Jena; AlemaniaFil: Gomez, Marisa Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Tuchscherr, Lorena Paola Nelly. Universitat Jena; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sordelli, Daniel Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Noto Llana, Mariangeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Buzzola, Fernanda Roxana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaXV Congreso Argentino de Microbiología; V Congreso Argentino de Microbiología de Alimentos; V Congreso Latinoamericano de Microbiología de Medicamentos y Cosméticos y XIV Congreso Argentino de Microbiología GeneralArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí