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d-Alanylation of Lipoteichoic Acids in Streptococcus suis Reduces Association With Leukocytes in Porcine BloodÖhlmann, Sophie, Krieger, Ann-Kathrin, Gisch, Nicolas, Meurer, Marita, de Buhr, Nicole, von Köckritz-Blickwede, Maren, Schütze, Nicole, Baums, Christoph Georg 07 June 2023 (has links)
Streptococcus suis (S. suis) is a common swine pathogen but also poses a threat to human
health in causing meningitis and severe cases of streptococcal toxic shock-like syndrome
(STSLS). Therefore, it is crucial to understand how S. suis interacts with the host immune
system during bacteremia. As S. suis has the ability to introduce d-alanine into its lipoteichoic
acids (LTAs), we investigated the working hypothesis that cell wall modification by LTA
d-alanylation influences the interaction of S. suis with porcine blood immune cells. We created
an isogenic mutant of S. suis strain 10 by in-frame deletion of the d-alanine d-alanyl carrier
ligase (DltA). d-alanylation of LTAs was associated with reduced phagocytosis of S. suis by
porcine granulocytes, reduced deposition of complement factor C3 on the bacterial surface,
increased hydrophobicity of streptococci, and increased resistance to cationic antimicrobial
peptides (CAMPs). At the same time, survival of S. suis was not significantly increased by
LTA d-alanylation in whole blood of conventional piglets with specific IgG. However, we found
a distinct cytokine pattern as IL-1β but not tumor necrosis factor (TNF)-α levels were
significantly reduced in blood infected with the ΔdltA mutant. In contrast to TNF-α, activation
and secretion of IL-1β are inflammasome-dependent, suggesting a possible influence of LTA
d-alanylation on inflammasome regulation. Especially in the absence of specific antibodies,
the association of S. suis with porcine monocytes was reduced by d-alanylation of its LTAs.
This dltA-dependent phenotype was also observed with a non-encapsulated dltA double
mutant indicating that it is independent of capsular polysaccharides. High antibody levels
caused high levels of S. suis—monocyte—association followed by inflammatory cell death
and strong production of both IL-1β and TNF-α, while the influence of LTA d-alanylation of
the streptococci became less visible. In summary, the results of this study expand previous
findings on d-alanylation of LTAs in S. suis and suggest that this pathogen specifically
modulates association with blood leukocytes through this modification of its surface.
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The role of interferon Beta (IFN-β) in the pathogenesis of infection caused by streptococcus suis serotype 2Santinón, Agustina X. 04 1900 (has links)
No description available.
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Rôle des composants de surface dans la pathogenèse de l’infection causée par Streptococcus suisRoy, David 04 1900 (has links)
No description available.
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Caractérisation de la zinc métalloprotéase de Streptococcus suis sérotype 2Dumesnil, Audrey 12 1900 (has links)
No description available.
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Evaluation of an autogenous vaccine used in sows to protect piglets against Streptococcus suis diseaseJeffery, Alison 07 1900 (has links)
Streptococcus suis est une bactérie pathogène qui cause d'importantes pertes économiques dans l'industrie porcine à travers le monde. Comme il n’existe pas de vaccins commerciaux en Amérique du Nord, l'utilisation d'autovaccins administrés aux cochettes/truies pour induire des anticorps passifs chez les porcelets représente une alternative intéressante pour les producteurs. Cependant, il n’existe aucune production standardisée de ces vaccins et le produit final peut être très différent d'un laboratoire agréé à l'autre. Dans la présente étude, un vaccin autogène (« bacterin ») polyvalent contenant les sérotypes 1/2, 2, 5, 7 et 14 de S. suis a été préparé par un laboratoire agréé et utilisé dans un programme de trois doses administrées aux cochettes par voie intramusculaire. La réponse humorale (anticorps) chez les cochettes ainsi que le transfert passif d'anticorps aux porcelets ont été évalués. Contrairement à ce qui avait été publié précédemment avec un vaccin autogène produit par une autre compagnie, la réponse anticorps accrue observée chez les cochettes vaccinées était suffisante pour améliorer le transfert d'anticorps maternels aux porcelets âgés de 3 à 5 semaines. Cependant, les porcelets resteraient encore sensibles à la maladie à S. suis qui apparaît souvent pendant la deuxième partie de la période en pouponnière. Le niveau élevé d'anticorps n'a pas affecté l'excrétion de S. suis (ainsi que celle de sérotypes spécifiques de S. suis inclus dans le vaccin) chez les cochettes et les porcelets. Bien que tous les traitements antibiotiques aient été absents pendant l'essai, l'effet protecteur clinique du programme de vaccination avec le vaccin autogène n'a pas pu être évalué, car des cas limités d’infection à S. suis étaient présents pendant l'essai. D'autres essais pour évaluer l'utilité de la vaccination des cochettes/truies avec des vaccins autogènes pour protéger les porcelets de pouponnière devraient être réalisés. Il est nécessaire, pour les futurs essais sur le terrain, de toujours inclure un groupe témoin non vacciné, d'éliminer si possible tout traitement antimicrobien dans l'élevage et de confirmer l'étiologie des cas cliniques par un diagnostic en laboratoire lors de l'évaluation de l'effet protecteur de tels vaccins autogènes. / Streptococcus suis is a bacterial pathogen that causes important economic losses to the swine industry worldwide. Since there are no commercial vaccines available in North America, the use of autogenous vaccines applied to gilts/sows to induce maternal antibodies to protect piglets is an attractive alternative for producers. However, there is no universal standardization in the production of such vaccines and the final product may be highly different among licenced laboratories. In the present study, a polyvalent autogenous vaccine (“bacterin”) with S. suis serotypes 1/2, 2, 5, 7 and 14 was prepared by a licenced laboratory and used in a three-dose program given to gilts intramuscularily. The humoral (antibody) response in gilts as well as the passive transfer of antibodies to piglets were evaluated. Different from what was previously published with an autogenous vaccine produced by a different company, the increased response seen in vaccinated gilts when compared to non-vaccinated animals was sufficient to improve maternal antibody transfer to piglets of 3 to 5 weeks of age. However, piglets would still remain susceptible to S. suis disease that often appears during the second part of the nursery period. The high level of antibodies did not affect S. suis (as well as that of specific serotypes of S. suis included in the vaccine) shedding by both, gilts and piglets. Although all antibiotic treatments were absent during the trial, the clinical protective effect of the vaccination program with the autogenous vaccine could not be evaluated, since limited S. suis clinical cases were present during the trial. Further trials to evaluate the usefulness of gilt/sow vaccination with autogenous vaccines to protect nursery piglets should be done. There is a need, for future field trials, to always include a control non-vaccinated group, to eliminate if possible any antimicrobial treatment in the farm and to confirm the etiology of clinical cases by a diagnostic laboratory when evaluating the protective effect of such autogenous vaccines.
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Caractérisation de souches de Streptococcus ruminantium isolées de ruminants et étude des premières étapes de la pathogénèse de l’infection causée par cette bactérieBoa, Anaïs 04 1900 (has links)
Bien que connu en tant que pathogène bactérien porcin majeur et agent zoonotique responsable principalement de méningites, septicémies et de morts soudaines, Streptococcus suis a également été isolé chez une variété d’autres animaux tels que les ruminants. Malgré sa diversité génotypique et sérologique, des études taxonomiques récentes ont mené à la reclassification de 6 de ses sérotypes dont le sérotype 33, maintenant dénommé comme nouvelle espèce Streptococcus ruminantium. Contrairement à S. suis, S. ruminantium a principalement été décrit chez les ruminants comme pathogène responsable de diverses manifestations cliniques telles que des endocardites et des arthrites. En raison de sa description récente, plusieurs lacunes concernant ses caractéristiques biologiques et pathologiques demeurent. De plus, S. suis et S. ruminantium sont très difficiles à différencier l’un de l’autre par l’entremise des tests biochimiques traditionnellement utilisés dans les laboratoires de diagnostic. Ainsi, plusieurs souches de S. suisisolées de ruminants malades avant la mise à jour de la classification, s’avèrent mal identifiées. D’où la raison pour laquelle l’importance étiologique de S. ruminantium chez les ruminants reste incertaine. Pour y remédier, 14 isolats de S. suis provenant d’échantillons cliniques chez des ruminants au Canada, ont été reclassifiés en S. ruminantium selon les nouvelles analyses génétiques moléculaires décrites. À ces derniers s’ajoutent 7 isolats de S. ruminantium provenant de cas d’endocardites bovines au Japon, qui ont été également davantage caractérisés génotypiquement et phénotypiquement et leurs interactions avec différentes cellules de l’hôte ont été évaluées. En résumé, on a pu démontrer que tous les isolats étaient faiblement voire non encapsulés avec une surface cellulaire hydrophobe, ils avaient une grande capacité d’auto-agrégation et une habileté à produire du biofilm. Ces phénotypes pourraient contribuer à la pathogénèse de l’infection en intensifiant la capacité d’adhésion et d’invasion des cellules épithéliales et endothéliales et en augmentant la résistance à l’effet bactéricide du sang entier et à la phagocytose par les cellules immunitaires de l’hôte. Cependant, certains isolats étaient
plus susceptibles que d’autres à la phagocytose, suggérant que d’autres mécanismes de protection seraient impliqués dans cette étape. Ainsi, cette étude aide à améliorer notre connaissance sur la pathogénicité et la virulence de S. ruminantium pour les maladies chez les ruminants. / Although Streptococcus suis is known as a major swine bacterial pathogen and zoonotic agent mainly responsible for meningitis, septicemia, and sudden death, it has also been isolated from a variety of other animals including ruminants. Despite its genotypical and serological diversity, recent taxonomic studies led to the reclassification of 6 S. suis serotypes such as S. suis serotype 33 currently renamed as the novel species Streptococcus ruminantium. Unlike S. suis, S.
ruminantium has been mainly described in ruminants as a cause of endocarditis and arthritis. Because of its recent description, information on its biological and pathological characteristics remains unclear. Moreover, S. suis and S. ruminantium are not easily differentiated by traditional biochemical tests done in diagnostic laboratories. Hence, some S. suis isolates recovered from diseased ruminants before the updated classification, have been misidentified. Consequently,
the aetiological importance of S. ruminantium in ruminants remains unknown. To address this,14 S. suis isolates from clinical samples of ruminants in Canada have been reclassified, based on the new genetic molecular testing described for the identification of S. ruminantium. In addition of them, 7 S. ruminantium isolates from bovine endocarditis in Japan, were further genotypically and phenotypically characterized and their interactions with various host cells were studied. Overall, we demonstrated that all isolates were poorly or non-capsulated with a high cell surface hydrophobicity, had a high capacity of self-aggregation and the ability to produce biofilm. These biological phenotypes might contribute to the pathogenesis of the infection by enhancing the adhesion/invasion capacity of both epithelial and endothelial cells, and by increasing the
resistance to whole blood killing and phagocytosis by host immune cells. However, some isolates were more susceptible to the phagocytosis than others suggesting that other protective mechanisms might be implicated in this step. Taken together, this study will help to increase our understanding of the pathogenicity and the virulence of S. ruminantium in ruminant diseases.
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A Comparative Transcriptome Analysis of Human and Porcine Choroid Plexus Cells in Response to Streptococcus suis Serotype 2 Infection Points to a Role of HypoxiaLauer, Alexa N., Scholtysik, Rene, Beineke, Andreas, Baums, Christoph Georg, Klose, Kristin, Valentin-Weigand, Peter, Ishikawa, Hiroshi, Schroten, Horst, Klein-Hitpass, Ludger, Schwerk, Christian 03 April 2023 (has links)
Streptococcus suis (S. suis) is an important opportunistic pathogen, which can cause
septicemia and meningitis in pigs and humans. Previous in vivo observations in S. suisinfected
pigs revealed lesions at the choroid plexus (CP). In vitro experiments with primary
porcine CP epithelial cells (PCPEC) and human CP epithelial papilloma (HIBCPP) cells
demonstrated that S. suis can invade and traverse the CP epithelium, and that the CP
contributes to the inflammatory response via cytokine expression. Here, next generation
sequencing (RNA-seq) was used to compare global transcriptome profiles of PCPEC and
HIBCPP cells challenged with S. suis serotype (ST) 2 infected in vitro, and of pigs infected
in vivo. Identified differentially expressed genes (DEGs) were, amongst others, involved in
inflammatory responses and hypoxia. The RNA-seq data were validated via quantitative
PCR of selected DEGs. Employing Gene Set Enrichment Analysis (GSEA), 18, 28, and 21
enriched hallmark gene sets (GSs) were identified for infected HIBCPP cells, PCPEC, and
in the CP of pigs suffering from S. suis ST2 meningitis, respectively, of which eight GSs
overlapped between the three different sample sets. The majority of these GSs are
involved in cellular signaling and pathways, immune response, and development,
including inflammatory response and hypoxia. In contrast, suppressed GSs observed
during in vitro and in vivo S. suis ST2 infections included those, which were involved in
cellular proliferation and metabolic processes. This study suggests that similar cellular
processes occur in infected human and porcine CP epithelial cells, especially in terms of
inflammatory response.
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Le rôle du granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) et des neutrophiles dans les infections à Streptococcus suisBleuzé, Marêva 08 1900 (has links)
Streptococcus suis est un pathogène porcin et un agent de zoonose en émergence causant des maladies invasives graves. Lorsque la bactérie envahit l’hôte et se retrouve dans le sang, des neutrophiles se mobilisent rapidement pour tenter d’éliminer la menace grâce à de nombreux mécanismes anti-microbiens. Ces cellules sont régulées par le granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) produit lors de l’infection. Il pourrait être un acteur clé du contrôle de l’infection par S. suis mais rien n’est connu sur la production et le rôle du G-CSF dans les infections à S. suis. De plus, le recrutement et l’activation des neutrophiles demeurent peu documentés. L’hypothèse de ce projet est que S. suis induit la production du G-CSF par les cellules de l’immunité innée suite à l’infection, et que le facteur module le recrutement et l’activation des neutrophiles. Cependant, S. suis limite l’activation des cellules immunitaires et se soustrait à l’élimination par les neutrophiles grâce à ses facteurs de virulence.
Le 1er objectif consistait à caractériser le recrutement et l’activation des neutrophiles en réponse à S. suis dans un modèle d’infection murin (souris C57BL/6). Nous avons démontré que S. suis cause une mobilisation rapide des neutrophiles de la moelle osseuse vers le sang et la rate. Dans le sang, les neutrophiles présentent un phénotype activé. En parallèle, l’infection cause une élévation spectaculaire du G-CSF systémique, selon un patron similaire à celui des neutrophiles, suggérant un rôle du facteur dans la mobilisation de ces cellules.
Le 2e objectif visait à comprendre les mécanismes moléculaires de production de G-CSF. Nous avons donc quantifié le G-CSF produit par différentes cellules immunitaires primaires de souris et démontré que les cellules dendritiques et les macrophages produisent du G-CSF en réponse à S. suis. Les cellules reconnaissent la bactérie par l’intermédiaire de leur Toll-like receptor (TLR) 2 et de récepteurs intracellulaires, ce qui engage des voies de signalisation clés pour la production de médiateurs pro-inflammatoires.
Le 3e objectif consistait à élucider le rôle du G-CSF dans le recrutement et l’activation des neutrophiles lors de l’infection par S. suis, et les conséquences sur la pathogenèse. Dans unmodèle d’infection murin, nous avons démontré que le G-CSF cause la sortie des neutrophiles de la moelle osseuse vers le sang, sans que cela augmente l’élimination de la bactérie et la réponse inflammatoire. In vitro, S. suis active peu les neutrophiles porcins, et le G-CSF ne permet pas d’augmenter leurs fonctions.
Le 4e objectif avait pour but de déterminer si certains facteurs bactériens de S. suis modulent la production de G-CSF et l’activation des neutrophiles. En utilisant des mutants et des composants bactériens purifiés, nous avons démontré que pour produire le G-CSF, les cellules dendritiques et les macrophages murins reconnaissent les lipoprotéines de S. suis. Cependant, celles-ci sont partiellement masquées par la capsule qui entoure la bactérie, limitant la production de la cytokine. De la même manière, la capsule gêne l’activation optimale des neutrophiles porcins ce qui empêche leur effet bactéricide.
Une meilleure compréhension de la pathogenèse des infections à S. suis pourrait orienter de nouvelles stratégies thérapeutiques en lien avec les neutrophiles pour lutter contre la bactérie. Par exemple, le G-CSF couplé à des d’autres immunomodulateurs pourra être envisagé comme traitement métaphylactique dans les élevages porcins pour prévenir d’éventuelles éclosions. / Streptococcus suis is a porcine pathogen and an emerging zoonotic agent causing severe invasive diseases. When the bacterium invades the host and enters the bloodstream, neutrophils quickly mobilize to try to eliminate the threat through various antimicrobial mechanisms. These cells are regulated by granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF), which is produced during the infection. It could be a key player in controlling S. suis infection, but nothing is known about the production and role of G-CSF in S. suis infections. Furthermore, neutrophil recruitment and activation remain poorly documented. The hypothesis of this project is that S. suis induces G-CSF production by innate immune cells following infection, and the factor modulates the recruitment and activation of neutrophils. Nevertheless, S. suis prevents immune cells activation and evades elimination by neutrophils due to its virulence factors.
The first objective was to characterize the recruitment and activation of neutrophils in response to S. suis in a murine infection model (C57BL/6). We demonstrated that S. suis infection causes a rapid release of neutrophils from the bone marrow to the blood and spleen. In the blood, neutrophils exhibit an activated phenotype. Simultaneously, the infection causes a dramatic increase in systemic G-CSF, following a pattern similar to that of neutrophils, suggesting a role for the factor in the mobilization of these cells.
The second objective aimed to understand the molecular mechanisms of G-CSF production. We quantified G-CSF produced by different primary mouse immune cells and showed that dendritic cells and macrophages produce G-CSF in response to S. suis. Cells recognize the bacterium through their Toll-like receptor (TLR) 2 and intracellular receptors, engaging key signaling pathways for pro-inflammatory mediator production.
The third objective was to elucidate the role of G-CSF in the recruitment and activation of neutrophils during S. suis infection, and its consequences for pathogenesis. In a murine model, we demonstrated that G-CSF causes the release of neutrophils from the bone marrow into the blood, without increasing bacterial clearance and inflammatory response. In vitro, S. suis weakly activates porcine neutrophils, and G-CSF does not enhance the cellular functions.
The fourth objective aimed to determine if certain bacterial factors of S. suis modulate G-CSF production and neutrophil activation. Using mutants and purified bacterial components, we demonstrated that dendritic cells and murine macrophages recognize S. suis lipoproteins to produce G-CSF. However, these lipoproteins are partially masked by the bacterium's capsule, limiting cytokine production. Similarly, the capsule hinders optimal activation of porcine neutrophils, preventing their bactericidal effect.
A better understanding of the pathogenesis of S. suis infections could guide new therapeutic strategies related to neutrophils to combat the bacterium. For example, G-CSF combined with other immunomodulators could be considered as a metaphylactic treatment in pig farming to prevent potential outbreaks.
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Les cellules dendritiques porcines comme modèle in vitro pour évaluer la réponse immunitaire des candidats vaccinaux chez Streptococcus suisMartelet, Léa 11 1900 (has links)
Streptococcus suis est une bactérie encapsulée causant des pertes économiques majeures dans l’industrie porcine en provoquant la méningite et la septicémie chez le porc. C’est aussi un important agent zoonotique. Depuis de nombreuses années de recherche sur des vaccins, aucun n’est efficace et commercialement disponible. En effet, les bactérines (bactéries entières inactivées) autogènes sont les plus couramment utilisées sur le terrain, mais demeurent avec des résultats controversés. Pourtant, S. suis exprime de nombreux composants immunogéniques pouvant être potentiellement utilisés pour des vaccins sous-unitaires. Cependant, tester la capacité immunogénique de ces nombreux candidats vaccinaux ainsi qu’évaluer le meilleur adjuvant pour la formulation d’un vaccin contre S. suis est un processus long et onéreux qui requiert l’utilisation d’un nombre élevé d’animaux. En effet, les essais vaccinaux contre S. suis débutent par un premier dépistage chez la souris pour ensuite être testés chez le porc. Il est donc nécessaire de développer des stratégies permettant d’avancer et de faciliter la recherche.
Dans cette optique, un système in vitro a été développé utilisant des cellules dendritiques (DC) différenciées à partir des cellules souches de la moelle osseuse de fémur de porc. Ce modèle permettra l’analyse des candidats vaccinaux et de leur potentiel immunogénique ainsi que l’évaluation préliminaire des adjuvants. Ce système in vitro pourrait réduire le nombre d’animaux utilisés pour les essais précliniques en délivrant des connaissances immunologiques fondamentales sur les formulations de vaccins testés, dont ceux retenus mériteront une étude approfondie chez l’animal.
Pour développer ce modèle in vitro, l’utilisation de plusieurs cultures de DCs, dérivées des cellules souches de la moelle osseuse de 10 porcelets différents, ont été utilisées afin de tenir compte du polymorphisme génétique de chacun. Différents composants antigéniques de S. suis, dont leurs pouvoirs immunogéniques ont déjà été évalués lors des essais vaccinaux, ont été choisis. Parmi eux, une protéine de surface de S. suis a été sélectionnée : l’énolase. In vivo, elle a été reconnue comme ayant une forte immunogénicité, cependant la protection conférée par cette protéine dépend de l’adjuvant utilisé dans la formulation vaccinale. La capsule polysaccharidique (CPS) de S. suis, l’antigène le plus exposé en surface de la bactérie et en première ligne de contact avec le système immunitaire, est le deuxième antigène à être sélectionné pour cette étude. Étant donné la faible immunogénicité de la CPS, reliée à sa nature polysaccharidique, un prototype glycoconjugué a été précédemment développé dans notre laboratoire et son effet protecteur a été validé chez le porc. Le glycoconjugué et ses dérivées ont aussi fait l’objet de cette présente étude. Finalement, la capacité des DCs à répondre à des bactérines a aussi été évaluée. Différentes catégories d’adjuvants ont été sélectionnées (Poly I:C, Quil A, Alhydrogel 2%, TiterMax Gold et Stimune) et leurs effets ont été comparés. L’activation des DCs a été évaluée par la production de cytokines de type 1 (IL-12 et TNF-α) et de type 2 (IL-6).
Il a été observé que les adjuvants intensifiaient l’activation des DCs par une augmentation de production des cytokines par rapport aux antigènes seuls. De plus, il a été constaté que les DCs distinguaient un adjuvant de type 1 ou de type 2 par l’observation d’un profil cytokinique spécifique à chaque type de réponse suite à leur activation par les adjuvants combinés aux différents antigènes. Il a aussi été constaté que l’ampleur de la production de cytokines variait selon la nature de l’antigène présent avec les adjuvants. Enfin, il a été noté que les DCs répondaient différemment selon la nature chimique des antigènes.
En conclusion, ce système in vitro a permis d’évaluer la capacité immunogénique de candidats vaccinaux, mais aussi de présélectionner les meilleurs adjuvants favorisant la réponse immunitaire désirée contre S. suis. À cette fin, ce modèle pourrait permettre la réduction du nombre d’animaux utilisés en test préclinique, en permettant une présélection des candidats vaccinaux à tester in vivo ou en fournissant des connaissances scientifiques additionnelles sur des choix des candidats cibles. Sur le long terme, ce modèle facilitera la découverte des vaccins sous-unitaires contre S. suis. / Streptococcus suis, an encapsulated bacterium, is a major swine pathogen and an important zoonotic agent mainly causing septicemia and meningitis. Despite decades of vaccine research, no effective vaccine is currently commercially available. Indeed, autogenous bacterins (whole inactivated bacteria) are the most commonly used vaccines in the field; however, their protective capacity remains controversial. Nevertheless, S. suis expresses many immunogenic constituents that may have potential as sub-unit vaccines. However, testing the immunogenic potential of the many S. suis candidates and appropriate adjuvants is a long and costly process requiring the use of many animals. Indeed, studies of vaccines against S. suis start with a first screening in mice prior to evaluation in pigs. Therefore, it is necessary to develop strategies to advance and facilitate the research.
Hence, an in vitro porcine bone marrow-derived dendritic cell (DC) culture was developed as a model for screening vaccine candidates, evaluation of their immunogenicity, and assessment of the best(s) adjuvant(s) to be used. This model could reduce the number of animals used in pre-clinical trials by providing fundamental immunological knowledge on selected vaccine formulations that would deserve further analysis in animal trials.
To develop this model, porcine bone marrow-derived DC cultures from 10 different pigs were used to take into account the genetic polymorphism of individual animals. Different antigenic components of S. suis, the immunogenic properties of which have already been evaluated in vaccine trials, were selected. Among them, a surface protein of S. suis was selected: enolase. In vivo, this protein has been recognized as having high immunogenicity; however, the protection conferred by this protein depends on the adjuvant used in the vaccine formulation. The S. suis capsular polysaccharide (CPS), the most exposed antigen on the surface of the bacterium and the first line of contact with the immune system, is the second antigen selected for this study. Given the low immunogenicity of CPS, linked to its polysaccharide nature, a prototype glycoconjugate vaccine was previously developed in our laboratory and its protective effect validated in pigs. This glycoconjugate and its derivatives have also been the subject of this study. Finally, the ability of DCs to respond to bacterins was also evaluated. Different categories of adjuvants (Poly I:C, Quil A, Alhydrogel 2%, TiterMax Gold, and Stimune) were compared. The activation of DCs was evaluated by the production of type 1 (IL-12 and TNF-α) and type 2 (IL-6) cytokines.
It was observed that adjuvants amplify DC activation as demonstrated by an increase of cytokine production when compared to the antigen alone. Moreover, DCs distinguish type 1 or 2 adjuvants in combination with different S. suis antigens, according to the cytokine profile observed. It has also been found that the extent of cytokine production varies depending on the nature of the antigen present with the adjuvants. Finally, it was observed that DCs respond differently depending on the chemical nature of the antigens.
In conclusion, this in vitro model allows the evaluation of the immunogenic potential of vaccine candidates while also screening for adjuvants favoring the desired immune response against S. suis. Therefore, this model could permit a reduction in the number of animals used in pre-clinical trials by allowing a preselection of candidates to be tested in vivo or by providing additional scientific knowledge as a basis for the target choices. As a result, the list of candidates to be screened in the natural host in vivo would be reduced, facilitating the discovery of a subunit vaccine against S. suis.
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Rôle des cellules dendritiques dans la modulation de la réponse immunitaire de l'hôte contre Streptococcus suisLecours, Marie-Pier 08 1900 (has links)
Streptococcus suis est un important pathogène porcin et agent zoonotique responsable de
méningites et de septicémies. À ce jour, les mécanismes impliqués dans la réponse
immunitaire de l’hôte lors de l’infection par S. suis sont peu connus; et il en est de même
pour les stratégies utilisées par S. suis afin de déjouer cette réponse. L’augmentation de
l’incidence et de la sévérité des cas humains souligne le besoin d’une meilleure
compréhension des interactions entre S. suis et le système immunitaire afin de générer une
réponse immunitaire efficace contre ce pathogène. Les cellules dendritiques (DCs) sont de
puissantes cellules présentatrices d’antigènes qui stimulent les lymphocytes T et B, assurant
la liaison entre l’immunité innée et l’immunité adaptative.
L’objectif principal de ce projet était d’évaluer le rôle joué par différents facteurs de
virulence de S. suis sur la modulation de la fonction des DCs et de la réponse T-dépendante.
Nous avons examiné l’effet des facteurs clés pour la virulence de S. suis, dont la capsule
polysaccharidique (CPS), les modifications de la paroi cellulaire (D-alanylation de l’acide
lipotéichoïque et N-déacétylation du peptidoglycane) et la toxine suilysine, sur l’activation
et la maturation de DCs murines dérivées de la moelle osseuse (bmDCs). Suite à l’infection
par S. suis, les bmDCs sont activées et subissent un processus de maturation caractérisé par
l’augmentation de l’expression de molécules de co-stimulation et la production de cytokines
pro-inflammatoires. La CPS est le principal facteur interférant avec la production de
cytokines, même si les modifications de la paroi cellulaire et la suilysine peuvent également
moduler la production de certaines cytokines. Enfin, la CPS, les modifications de la paroi
cellulaire et la suilysine interfèrent avec la déposition du complément à la surface des
bactéries et, en conséquence, avec le « killing » dépendant du complément. Les résultats ont
été confirmés à l’aide de bmDCs porcines.
Nous avons aussi voulu identifier les récepteurs cellulaires impliqués dans la reconnaissance
de S. suis par les DCs. Nous avons démontré que la production de cytokines et l’expression
des molécules de co-stimulation par les DCs sont fortement dépendantes de la signalisation
par MyD88, suggérant que les DCs reconnaissent S. suis et deviennent activées majoritairement via la signalisation par les récepteurs de type Toll (TLRs). En effet, on
remarque une diminution de la production de plusieurs cytokines ainsi que de l’expression
de certaines molécules de co-stimulation chez les DCs TLR2-/- ou TLR2-/- et TLR9-/- double
négatives. Finalement, le récepteur NOD2 semblait jouer un rôle partiel dans l’activation des
DCs suite à une infection par S. suis.Enfin, nous avons évalué les conséquences de la modulation des fonctions des DCs sur le développement de la réponse T-dépendante. Les splénocytes totaux produisent plusieurs cytokines en réponse à S. suis. Des analyses in vivo et ex vivo ont permis d’observer l’implication des cellules T CD4+ et le développement d’une réponse de type « T helper » 1 (TH1) bien que la quantité de cytokines TH1 produites lors de l’infection in vivo par S. suis demeure assez basse. La CPS de S. suis interfère avec la production de plusieurs cytokines par les cellules T in vitro. Expérimentalement, l’infection induite par S. suis résulte en de faibles niveaux de production d’anticorps anti-S. suis, mais aussi d’anticorps dirigés contre l’ovalbumine utilisée comme antigène rapporteur. Cette interférence est corrélée avec la sévérité des signes cliniques, suggérant que S. suis interfère avec le développement d’une réponse immunitaire adaptative appropriée qui serait requise pour contrôler la progression de l’infection. Les résultats de cette étude mèneront à une meilleure compréhension de la réponse immunitaire de l’hôte lors de l’infection par S. suis. / Streptococcus suis is an important swine pathogen and an emerging zoonotic agent of
septicemia and meningitis. Knowledge of host immune responses towards S. suis, and
strategies used by this pathogen for subversion of these responses is scarce. Increased
severity of S. suis infections in humans underscores the critical need to better understand the
interactions between S. suis and the immune system to generate an effective immune
response against this pathogen. Dendritic cells (DCs) are powerful antigen-presenting cells.
Once activated, they stimulate T cells and B cells, linking innate and adaptive immunity.
Thus, the main objective of this project was to evaluate the role of different S. suis virulence
factors on the modulation of DC functions and the T cell-dependent response.
Initially, we investigated the effect of S. suis key virulence factors, including the capsular
polysaccharide (CPS), the cell wall modifications (D-alanylation of the lipoteichoic acid and
N-deacetylation of the peptidoglycan) and the toxin suilysin, on the activation and
maturation of mouse bone-marrow derived DCs (bmDCs). We observed that following S.
suis infection, bmDCs are activated and go through a complex maturation process
characterized by the up-regulation of the surface expression of costimulatory molecules and
the production of pro-inflammatory cytokines. The CPS is the main virulence factor
interfering with cytokine production, even if cell wall modifications and suilysin can also
modulate the production of cytokines. Finally, CPS, cell wall modifications and suilysin
were shown to interfere with complement deposition on S. suis, and consequently with
complement-dependent killing. Results were confirmed using porcine bmDCs.
We also aimed to identify the cellular receptors involved in S. suis recognition by DCs.
Production of cytokines and expression of co-stimulatory molecules by DCs were shown to
strongly rely on MyD88-dependent signaling pathways, suggesting that DCs recognize S.
suis and become activated mostly through Toll-like receptor (TLR) signaling. Supporting
this fact, TLR2-/- or double negative TLR2-/- and TLR9-/- DCs were severely impaired in the
release of several cytokines and the surface expression of certain costimulatory molecules.
In addition, NOD2 receptor also seems to play a partial role in DC activation by S. suis.
Finally, we evaluated the consequences of the modulation of DC functions on T cell
activation. In response to S. suis infection, total splenocytes readily produced several
cytokines ex vivo. Ex vivo and in vivo analysis revealed the involvement of CD4+ T cells and
development of a T helper 1 (TH1) response. Nevertheless, levels of TH1-derived cytokines
during S. suis infection were very low. The bacterial CPS was shown to interfere with the
release of several T cell-derived cytokines in vitro. As a consequence, a clinical infection
resulted in low levels of not only anti-S. suis antibodies but also of those directed against
ovalbumin, used as reported antigen. This interference was correlated with the presence of
severe clinical signs of S. suis disease. These data suggest that S. suis impairs the
development of an efficient adaptive immune response, which is required to control the
infection progress. Overall, these results will permit a better comprehension of the host
immune response during S. suis infection.
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