ストレプトコッカスgallolyticus subsp gallolyticusとヒト血液細胞のひずみ依存性相互作用

背景：Streptococcus gallolyticus subsp。Gallolyticus（S。Gallolyticus）は、連鎖球菌誘発性感染性心内膜炎（つまり）の最大20％の原因となる病原体です。しかし、S。gallolyticusの病因の根本的なメカニズムはまだ解決されていません。IEを引き起こす病原体は、血流から逃れるなどの感染を開始および確立するために毒性のある戦略を採用し、宿主細胞に侵入し、細胞内に持続する必要があります。この研究では、全血および細胞培養モデルにおける生存に関連した異なるS. gallolyticus株による炎症の誘導と、血小板凝集を誘導する能力を調べました。マクロファージによるこれらの細菌の食作用、それに続く細胞内生存も定量化されました。 方法：全血およびTHP-1細胞培養アッセイでは、細菌成長速度はめっきによって決定され、コロニーカウントが続きました。異なる株によって引き起こされる3人の健康なボランティアの全血におけるインターロイキン（IL）-6発現の誘導は、ELISAによって定量化されました。サイトカイン（IL1B、IL6、およびIL8）の遺伝子発現は、THP-1単球を細菌で刺激した後、リアルタイムPCRによって定量化されました。血小板凝集の誘導は、生まれた方法を使用して光透過凝集測定によって分析されました。マクロファージモデルを使用して、48時間以内にマクロファージでの株の食作用とその生存を分析しました。 結果：株は、時間依存的にIL-6分泌を促進しました。たとえば、DSM16831は、他の分離株よりも早く全血にIL-6分泌を誘導し、1人のボランティアの全血で排除されましたが、UCN34は成長する可能性がありました。血小板凝集は、使用されるさまざまな分離株と個々の血小板ドナーに依存していました。2つの株（AC1181および010672/01）は、他の株と比較して、THP-1単球においてわずかにのみわずかにしか誘導されませんでした。S. gallolyticus分離株の食作用率は大きく異なり、分離株UCN34およびBAA-2069は、食細胞でかなりの時間持続する可能性がありました。 結論：ヒト血液細胞との相互作用中に観察されたS. gallolyticus分離株のひずみ依存性の違いは、個々の病原性因子の発散が分離株の異なる病原性を決定するという仮説を支持します。これらのデータは、このIE病原体の複雑で多因子性の病因におけるメカニズムの解明に向けた追加のステップを構成します。

BACKGROUND: Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus (S. gallolyticus) is the causative pathogen in up to 20% of streptococcal-induced infective endocarditis (IE) cases. However, the underlying mechanisms of pathogenesis in S. gallolyticus have not yet been solved. Pathogens causing IE need to employ virulent strategies to initiate and establish infections, such as escape the bloodstream, invade the host-cell, and persist intracellularly. In this study, we examined the induction of inflammation by different S. gallolyticus strains in relation to their survival in whole blood and cell culture models as well as their ability to induce platelet aggregation. Phagocytosis of these bacteria by macrophages, followed by intracellular survival, was also quantified. METHODS: In whole blood and THP-1 cell culture assays bacterial growth kinetics was determined by plating, followed by colony counting. Induction of interleukin (IL)-6 expression in whole blood of three healthy volunteers, caused by different strains, was quantified by ELISA. Gene expression of cytokines (IL1B, IL6 and IL8) was quantified by real-time PCR after stimulating THP-1 monocytes with bacteria. Induction of platelet aggregation was analyzed by light transmission aggregometry using the BORN method. A macrophage model was used to analyze phagocytosis of strains and their survival in macrophages within 48 h. RESULTS: Strains promoted IL-6 secretion in a time-dependent fashion. For example, DSM16831 induced IL-6 secretion in whole blood earlier than other isolates, and was eliminated in the whole blood of one volunteer, whereas UCN34 could grow. Platelet aggregation depended on the different isolates used and on the individual platelet donor. Two strains (AC1181 and 010672/01) induced cytokine gene expression in THP-1 monocytes only marginally, compared to other strains. The phagocytosis rate of S. gallolyticus isolates differed significantly, and the isolates UCN34 and BAA-2069 could persist for a considerable time in the phagocytes. CONCLUSION: The strain-dependent differences of S. gallolyticus isolates, observed during interaction with human blood cells, support the hypotheses that divergences in individual virulence factors determine a distinct pathogenicity of the isolates. These data constitute an additional step towards the elucidation of mechanisms in the complex, multifactorial pathogenesis of this IE pathogen.