Objetivo:Investigar "in vivo" la supervivencia de las motoneuronas del núcleo del VI par craneal tras la inyección intramuscular de toxina botulínica tipo A (TxBA) y doxorrubicina (DXR). Método: En el músculo recto lateral de las ratas se inyectó fluorogold(FG) y se determinó el número de motoneuronas del núcleo del VI par craneal. Tras el marcaje con FG de dichas motoneuronas se realizó la inyección intramuscular de diferentes dosis de TxBA y de DXR. Resultados: El número de motoneuronas marcadas con FG en los animales que fueron inyectados con TxBA fue similar al encontrado en los animales control. Sin embargo, era menor el número de motoneuronas marcadas en los animales inyectados con DXR. Conclusiones: La inyección intramuscular de TxBA no induce muerte de motoneuronas. La inyección intramuscular de DXR induce una muerte neuronal dosis dependiente en las motoneuronas del núcleo del VI par craneal. / Purpose: To investigate "in vivo" the survival of abducens motoneurons (AMNs) after a single intramuscular injection of the botulinum toxin A (BTxA) or doxorubicin (DXR). Methods: In rats, the AMNs were labeled with fluorogold (FG), which was applied intramuscularly in the lateral rectus muscle. The number of labeled neurons were determined in control animals; in animals that had received intramuscular injections of BTxA; and in rats that had received DXR. Result: The numbers of FG-labeled neurons in the animals that had been injected with BTxA were similar to those found in control animals. However, there were fewer FG-labeled neurons in the animals injected with DXR. Conclusion: The intramuscular injection of BTxA does not induce significant motoneuron death. Doxorubicin injected intramuscularly causes variable amounts of motoneuron death that is related to the amount of DXR injected.

Shiga Toxin (Stx)-konvertierende Bakteriophagen besitzen eine konservierte lambdo-ide Genomstruktur, weisen aber ein hohes Maß an genetischer Diversität auf. Aus diesem Grund wurden die bereits vorhandenen Sequenzdaten der Stx1-Phagen CP-1639 des Escherichia coli O111:H- Stammes 1639/77 und BP-4795 des E. coli O84:H4 Stammes 4795/97 vervollständigt und analysiert. Im Gegensatz zu dem induzierbaren Bakteriophagen BP-4795 fehlen CP-1639 einige Gene, die für den lytischen Lebenszyklus eines Bakteriophagen notwendig sind. Daher handelt es sich bei CP-1639 um einen kryptischen Prophagen, der nicht mehr in der Lage ist das Wirtschromosom zu verlassen und intakte Phagenpartikel zu bilden. Die Integra-tionsstellen wurden innerhalb des Gens yehV für BP-4795 und ssrA für CP-1639 bestimmt. In unmittelbarer Umgebung des Integrationsortes von CP-1639 befindet sich ein eigenständiges integratives Element. Dieses besteht aus drei offenen Lese-rahmen unbekannter Herkunft, sowie einem Integrasegen und kann auch ohne Assoziation mit Phagen-DNA auftreten. Phagen können zusätzlich zu ihrem Genom Gene bakteriellen Ursprungs tragen. Diese können unter anderem infolge von Transpositionen oder einer unkorrekten Exzision der Phagen-DNA aus dem Wirtschromosom während des lytischen Lebenszyklus in das betreffende Phagengenom eingebaut werden. Eines solches Gen des Bakteriophagen BP-4795 kodiert das Typ III Effektorprotein NleA4795, dessen Funktionalität nach dem C-terminalen Einbau von neun Codons des Hämagglutinin (HA)-Epitopes des humanen Influenzavirus in die Sequenz des Gens nleA4795 überprüft wurde. Dies erfolgte unter Verwendung der Western Blot Analyse durch die Expression dieses Fusionsproteins in dem Wildtyp-Stamm 4795/97 und in der Deletionsmutante 4795escN des Stammes 4795/97. Die Typ III Sekretionssys-tem (T3SS)-inaktive Mutante 4795escN wurde im Verlauf dieser Arbeit hergestellt. Diese Untersuchungen zeigten ebenfalls, dass zur Sekretion von NleA4795 ein in-taktes T3SS notwendig ist. Weiterhin zeigte die Infektion einer HeLa-Zelllinie mit NleA4795-HA exprimierenden Bakterienstämmen und die anschließende Analyse mit Hilfe der Immunfluoreszenz, die Translokation des Proteins in eukaryotische Wirts-zellen. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse dieser Untersuchung auf eine Lokali-sation von NleA4795-HA innerhalb des Trans-Golgi Netzwerkes hin. Die Verbreitung des Gens nleA wurde in insgesamt 170 Shiga Toxin-produzierenden E. coli und enteropathogenen E. coli Stämmen untersucht. Dies führte zur Identifika-tion von 14 verschiedenen Varianten des Gens nleA in 149 der überprüften Stämme, wobei mit Ausnahme von zwei Isolaten ebenfalls ein Markergen des T3SS nachge-wiesen werden konnte. Neben drei bereits bekannten Varianten konnten elf neue Varianten identifiziert werden, deren abgeleitete Aminosäuresequenzen sich zu 71% bis 96% glichen. Sequenzunterschiede traten insbesondere aufgrund der Deletion oder Insertion von vier bis 51 Aminosäuren im Mittelteil der potentiellen Proteine auf. Weiterhin deuten die Ergebnisse dieser Untersuchungen eine Assoziation bestimm-ter Varianten des Gens nleA mit spezifischen E. coli Serogruppen an. Southern-Blot Hybridisierungen zeigten, dass etwa ein Viertel der nleA-positiven Stämme zwei Ko-pien dieses Gens in ihrem Genom tragen. Hierbei handelt es sich meist um zwei verschiedene Varianten. In fast allen Fällen kodiert eine dieser Varianten, aufgrund einer Punktmutation oder Insertion eines IS-Elementes, ein verkürztes und vermut-lich nicht funktionelles Protein. Mit Hilfe von Transduktionsexperimenten konnten verschiedene Varianten des Gens nleA im Genom induzierbarer Phagen nachge-wiesen werden, was auf eine Verbreitung des Gens nleA durch den horizontalen Gentransfer hinweist.

Lokale Pyramidenzellen sind die Hauptneurone des Hippocampus und können durch ihre Position und die Morphologie ihrer Dendriten als CA1 und CA3 Pyramidenzellen identifiziert werden. Die Dendriten der exzitatorischen Pyramidenzellen sind mit postsynaptischen Vorwölbungen, den so genannten Spines, bedeckt, welche in einem spezifischen Verteilungsmuster angeordnet sind. Neurotoxine wie das C3 Toxin von Clostridium botulinum sind funktionelle Substanzen, die die neuronale Morphologie verändern und die neuronale Funktion beeinflussen können. In dieser Studie wurden die morphologischen Veränderungen von intrazellulär mit Biocytin gefüllten CA1 Pyramidenzellen qualitativ und quantitativ analysiert. Die hippocampalen Schnittkulturen, in denen sich bekanntermaßen Pyramidenzellen ähnlich entwickeln wie in vivo, wurden dazu herangezogen, die Effekte der C3bot Toxin-Applikation auf die Verzweigung der Dendriten sowie Anzahl und Dichte der dendritischen Spines zu untersuchen. Drei Gruppen von Zellen wurden verglichen: Erstens Neurone, die in serumhaltigem Medium inkubiert worden waren, zweitens Nervenzellen, die in einem Medium ohne Serum inkubiert worden waren und drittens Zellen, die unter Serumentzug dem C3bot Toxin ausgesetzt worden waren. Die Inkubation dauerte 14 Tage, während die Dauer der Toxinexposition zwischen vier und sechs Stunden betrug. Mit Hilfe eines Computers wurden zweidimensionale Nachbildungen der biocytin-markierten CA1 Pyramidenzellen erstellt, und die Gesamtlänge der Dendriten, die Anzahl der dendritischen Verzweigungspunkte und die Gesamtzahl und Dichte der dendritischen Spines gemessen und statistisch ausgewertet. Signifikante Unterschiede wurden zwischen der mit C3 Toxin behandelten Gruppe und der serumhaltig inkubierten Kontrollgruppe beobachtet. Diese signifikanten morphologischen Veränderungen traten selektiv an den Apikaldendriten der toxinbehandelten CA1 Pyramidenzellen auf. Aus der Behandlung resultierte eine Reduktion der Anzahl apikaler Verzweigungspunkte, der Anzahl der apikalen Spines, der Gesamtzahl (basal und apikal addiert) der Spines sowie der Gesamtspinedichte. Im Gegensatz dazu ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen der toxinbehandelten Gruppe und der ohne Serum inkubierten Kontrollgruppe, obwohl der Serumentzug im Vergleich zur serumhaltig inkubierten Kontrollgruppe die Entwicklung der Zellen beeinflusste. Auf Grundlage der beobachteten Veränderungen können wir schließen, dass die Behandlung mit C3 bot einen starken Einfluss selektiv auf die Morphologie der Apikaldendriten ausübt. Der Mechanismus, der dieser selektiven Empfindlichkeit der Apikaldendriten gegenüber dem C3 bot Toxin zugrunde liegt, wird Gegenstand weiterer Untersuchungen sein.

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Erst kürzlich wurde der Lipolyse-stimulierte Lipoproteinrezeptor (LSR, engl. lipolysis-stimulated lipoprotein receptor) als der zelluläre Oberflächenrezeptor von CDT und Iota-Toxin, zweier Vertreter der Iota-Toxin-Familie der clostridialen Aktin-ADP-ribosylierenden Toxine, identifiziert. In dieser Arbeit sollte geprüft werden, ob CST, ein weiterer Vertreter der Iota-Toxin-Familie, ebenfalls LSR für den Zelleintritt nutzt. Zunächst wurden die Toxinkomponenten CSTa und CSTb erstmals rekombinant hergestellt. Dazu wurden die für CSTa und CSTb codierenden Genabschnitte mittels PCR amplifiziert und anschließend in einen Expressionsvektor kloniert. Als Expressionsvektor wurde in dieser Arbeit der pHis1522-Vektor verwendet. Zur Amplifizierung wurden die Plasmide in E. coli transformiert und anschließend aufgereinigt. Die Proteinexpression erfolgte in B. megaterium, weil dieses Bakterium sich bereits zur Expression anderer clostridialer Toxine bewährt hatte. Zur Aufreinigung der 6xHis-getaggten Proteine wurde die Nickel-Affinitätschromatographie eingesetzt. Als nächstes wurde gezeigt, dass die rekombinant hergestellten Toxinkomponenten CSTa und CSTb biologisch aktiv waren. Dazu wurden CaCo2-Zellen mit CST behandelt und anschließend die Morphologie der Zellen untersucht. CaCo2-Zellen, die mit CSTa und CSTb behandelt wurden, wiesen Vergiftungserscheinungen wie eine typische Zellabrundung auf. Mit dem „Aktin-Nach-ADP-Ribosylierungs-Assay“ und der fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung von TRITC-Phalloidin-gefärbtem Aktin wurde gezeigt, dass das rekombinant hergestellte CST Aktin-ADP-ribosylierende Eigenschaften besaß. Nachdem gezeigt war, dass rekombinant hergestelltes CST sich wie ein biologisch aktives, binäres Aktin-ADP-ribosylierendes Toxin verhält, konnte mithilfe der Vergiftung von H1-HeLa(+LSR)-Zellen und nativen H1-HeLa-Zellen, die kein LSR exprimierten, nachgewiesen werden, dass die Wirkung des Toxins LSR-abhängig ist. FACS-Analysen und Kolokalisationsstudien mit Alexa488-gefärbtem CSTb und Antikörper-gefärbtem LSR erbrachten zusätzlich den Beweis, dass CSTb auf der Zelloberfläche an LSR bindet und bei der Aufnahme in die Zellen mit LSR in endozytischen Vesikeln kolokalisiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass das C. spiroforme Toxin (CST) ebenfalls LSR als Rezeptor für den Zelleintritt verwendet.

Bacillus anthracis, agent de la maladie du charbon, est aussi un agent majeur de la menace biologique. Sa virulence est liée à deux principaux facteurs : une capsule et deux toxines, la toxine oedémateuse (ET = EF + PA) et la toxine létale (LT = LF + PA). EF est une adénylate cyclase, calcium et calmoduline dépendante, produisant une élévation de la concentration en AMPc intracellulaire tandis que LF est une métalloprotéase à zinc clivant la majorité des Mitogen Activated Protein Kinase Kinases. Les toxines jouent un rôle central dans la pathogénie de la maladie du charbon et dans la dérégulation des fonctions des cellules du système immunitaire. Le cytosquelette d'actine participe activement aux fonctions de phagocytose et de migration des macrophages et des cellules dendritiques.Cependant, peu d'études analysent l'implication du cytosquelette d'actine des cellules immunitaires dans la physiopathologie des toxines. ET induit une rétraction temps-dépendant des cellules dendritiques et des macrophages normalisés sur des micropatterns de fibronectine, s'accompagnant d'une dépolymérisation de l'actine et d'une perte des points d'ancrage des cellules dendritiques. Précocement, ET active la cofiline par l'activation de la voie de signalisation AMPc – PKA – Protéines phosphatases. Malgré ces altérations du cytosquelette d'actine, ET n'induit pas de modification des capacités phagocytaires des cellules dendritiques, à l'exception d'une dérégulation de la maturation des phagosomes. ET conduit également à une augmentation de la migration des cellules dendritiques in vitro par activation et expression de CCR7 et CXCR4 à la surface des cellules dendritiques.A l'inverse, LT conduit à un étalement temps-dépendant des cellules dendritiques normalisées, accompagné d'une dérégulation de la dynamique de l'actine provoquant des regroupements anormaux d'actine filament. LT active les myosines phosphatases via la voie RhoA-ROCK pour déphosphoryler les myosines II. A la différence de ET, LT inhibe les capacités phagocytaires des cellules dendritiques mais ne conduit pas à une modification de la migration des cellules dendritiques in vitro. / Bacillus anthracis, the agent of anthrax, is also a major agent of biological warfare threat. Its virulence is caused by two main factors : the capsule and two toxins, edema toxin (ET = PA + EF) and lethal toxin (LT = LF + PA). EF is a calcium and calmodulin-dependent adenylate cyclase, producing a rise in intracellular cAMP concentration, while LF is a zinc metalloprotease cleaving the majority of Mitogen Activated Protein Kinase Kinases. The toxins play a central role in the pathogenesis of the disease and the deregulation of the functions of immune cells. The actin cytoskeleton is actively participating in the phagocytosis and the migration of macrophages and dendritic cells.However, few studies analyze the involvement of the actin cytoskeleton of immune cells in the pathogenesis of toxins. ET induces a time-dependent retraction of dendritic cells and macrophages on fibronectin micropatterns, accompanied by actin depolymerization and a loss of the anchor points of dendritic cells. ET early activates cofilin by activating the cAMP - PKA - Protein phosphatases signaling pathway. Despite these alterations of the actin cytoskeleton, ET does not induce any change in the phagocytic capacity of dendritic cells, except for a deregulation of the phagosomes maturation. ET also leads to an increase in the migration of dendritic cells in vitro by activation and expression of CCR7 and CXCR4 on the surface of dendritic cells.In contrast, LT results in a time-dependent spreading of micropatterned dendritic cells, accompanied by a dysregulation of actin dynamics causing abnormal combinations of actin filament. LT activates myosin phosphatase via the RhoA-ROCK pathway to dephosphorylate myosin II. Unlike ET, LT inhibits the dendritic cells phagocytosis but does not lead to a change in dendritic cells migration in vitro.

Orientador: Tomomasa Yano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T17:06:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aragao_AnnelizeZambonBarbosa1984-_M.pdf: 1442209 bytes, checksum: 20b02ae5cd0351830e8e623b5e9c17a4 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Escherichia coli isoladas de lesões de celulite aviária em frangos de corte produzem uma citotoxina que causa intensa vacuolização citoplasmática em células de origem aviária, mas não em células de mamíferos. Esta citotoxina foi denominada Vat (vacuolating autotransporter toxin) e apresenta massa molecular de 56 kDa e ponto isoelétrico de 6,37. Estudos preliminares comprovaram que a Vat induz, em frangos de corte, respostas inflamatórias liberando as citocinas TNF-a e IL-10, indicando o seu papel relevante no desenvolvimento da celulite aviária. A dose citotóxica para 50% das células foi determinada em 40 µg.mL-1. A Vat aplicada sobre cultura de células FEG (fibroblasto de embrião de galinha) induz perda da viabilidade em 50% células após 18 horas de ensaio. Ensaios com a toxina indicam que, após 24 horas, os lisossomos mostram-se bastante comprometidos (37% viáveis), a viabilidade mitocondrial decresce e se mantém durante as 24 horas do ensaio em cerca de 55%, havendo uma redução acentuada das mitocôndrias viáveis após 36 horas da aplicação da Vat. A membrana plasmática das células FEG também sofre alterações de integridade, liberando 66,7 unidades de LDH (lactato desidrogenase)/mL, após 12 horas de ensaio (pico máximo de liberação, que corresponde a 51,7% do conteúdo total de LDH em células FEG). A Vat induz alterações no citoesqueleto das células FEG e os ensaios com o marcador fluorescente Acridine Orange indicam que há um aumento de RNA no citoplasma das células. Neste trabalho o gene vat foi detectado em amostras de APEC (filogrupos A e B1), UPEC e SEPEC (ambas em filogrupos B2 e D). Todas as amostras positivas para vat foram examinadas em células, sendo que 54% (27/50) apresentaram atividade vacuolizante em células FEG. Nossos resultados indicam que a Vat é uma toxina que induz diversas ações intracelulares, podendo ser chamada de toxina multifuncional / Abstract: Escherichia coli isolated from avian cellulitis lesions in broilers produce a cytotoxin that causes intense vacuolation in avian cells, but not in mammals cells. This cytotoxin, called Vat (vacuolating autotransporter toxin), has a 56 kDa protein and has a isoeletric point of 6.37. Preliminary studies have shown the Vat induce inflammatory response in broilers, by releasing cytokines TNF-a and IL-10, what indicates it can act in the avian cellulitis development. The cytotoxic dose for 50% of the cells was fixed at 40 µg.mL-1. The tests using CEF (chicken embryo fibroblasts) cells indicate Vat leads to cell viability loss in 50% of the cells after 18 hours. The tests with the toxin indicate that after 24 hours the lysosomes are 37% viable, the mitochondrial viability decreases after 24 hours (about 55%), with a remarkable reduction of viable mitochondria after 36 hours of Vat application. The CEF cells' plasma membrane of also loses integrity, releasing 66.7 units LDH (lactato dehydrogenase)/mL, after 12 hours of test (which is 51.7% of the total LDH content in CEF cells). The CEF cells' cytoskeleton also changed when exposed to Vat. Essays involving the fluorescent dye Acridine Orange indicate a RNA increase in the cytoplasm of cells. In this work the vat gene was detected in samples of APEC (A and B1 philogroups), UPEC and SEPEC (B2 and D philogroups). All vat positive samples have been tested for vat in cells, and 54% (27/50) of them have shown vacuolizing activity in CEF cells. The results indicate Vat is a toxin which induces various intracellular actions, therefore it can be called a multifunctional toxin / Mestrado / Microbiologia / Mestre em Genética e Biologia Molecular

The adenylate cyclase toxin (CyaA) plays a key role in the virulence of Bordetella pertussis. CyaA penetrates CR3-expressing phagocytes and catalyzes the uncontrolled conversion of cytosolic ATP to the key second messenger molecule cAMP. This paralyzes the capacity of neutrophils and macrophages to kill bacteria by oxidative burst and opsonophagocytic mechanisms. Here we show that CyaA suppresses the production of bactericidal reactive oxygen and nitrogen species in neutrophils and macrophages, respectively. The inhibition of reactive oxygen species (ROS) production is most-likely achieved by the combined PKA-dependent inhibition of PLC and Epac-dependent dysregulation of NADPH oxidase assembly. Activation of PKA or Epac interfered with fMLP-induced ROS production and the inhibition of PKA partially reversed the CyaA-mediated inhibition of ROS production. CyaA/cAMP signaling then inhibited DAG formation, while the PIP3 formation was not influenced. These results suggest that cAMP produced by CyaA influences the composition of target membranes. We further show here that cAMP signaling through the PKA pathway activates the tyrosine phosphatase SHP-1 and suppresses the production of reactive nitrogen species (RNS) in macrophages. Selective activation of PKA interfered with LPS- induced iNOS expression...

The adenylate cyclase toxin-hemolysin (CyaA) plays a key role in virulence of the whooping cough agent Bordetella pertussis. It translocates an AC enzyme into cytosol of CD11b+ phagocytes and subverts their bactericidal functions by unregulated conversion of ATP to cAMP. In parallel, CyaA permeabilizes cellular membrane by forming cation-selective pores. The goal of my diploma thesis was an analysis of the mechanism of interaction of the segment linking the invasive adenylate cyclase domain and the RTX hemolysin moiety of CyaA with target membrane. Our data show that the segment linking the AC to the hydrophobic domain of CyaA is directly involved in the interaction of the toxin with the membrane and controls the formation of small cationt-selective pores. Our results generate new knowledge that will be of relevance to the entire field of toxin biology and will enable the design of improved CyaA- based vaccines. Keywords: Bordetella pertussis, adenylate cyclase toxin, membrane translocation, pore- forming activity, black lipid bilayers, liposomes

Streptococcus pyogenes ist ein humanpathogenes Bakterium, welches verschiedene Gewebe besiedeln kann und dadurch unterschiedliche Krankheiten verursacht. Die enorme Anpassungsfähigkeit des Bakteriums beruht auf dessen Fähigkeit, verschiedene, vom Wirt induzierte Stresskonditionen zu ertragen. Genetische Faktoren, die in diesem Zusammenhang eine Rolle spielen, sind Toxin-Antitoxin (TA) Systeme. Typ II TA Systeme kodieren für zwei Proteine, ein Toxin und ein Antitoxin, die einen stabilen TA Komplex bilden. Verschlechtern sich die Wachstumsbedingungen, kann das Antitoxin proteolytisch abgebaut werden, wodurch das freigesetzte Toxin essentielle zelluläre Prozesse des Bakteriums inhibiert. In dieser Studie charakterisierte ich zwei chromosomal kodierte ParDE TA Systeme des pathogenen Bakteriums S. pyogenes. Ähnlich zu anderen Systemen werden das Toxin und das Antitoxin beider hier charakterisierten Systeme co-transkribiert und durch Stresseinwirkung (z.B. Aminosäure-mangel) induziert. Zudem konnten weitere posttranskriptionelle bzw. posttranslationale Mechanismen zur Regulierung der Genexpression beider Systeme nachgewiesen werden. Die extrachromosomale Expression der Toxine ParE1 und ParE2 führten in S. pyogenes und Escherichia coli zum Zelltod, wobei die Co-expression der entsprechenden Antitoxine ParD1 und ParD2 die Toxizität minderte. Allerdings verursachte die Überexpression der Antitoxine allein ebenfalls eine Inhibierung des Zellwachstums. ParD1 hemmte die Zellteilung in E. coli, wobei der N-Terminus des Proteins entscheidend für diesen Effekt zu sein schien. Zusammengefasst erweitern die Ergebnisse dieser Arbeit unser Verständnis von ParE Toxinen und verdeutlichen die diversen Mechanismen, welcher sich TA Systeme bedienen, um die bakterielle Physiologie zu beeinflussen. Zusätzlich gibt diese Arbeit einen Einblick in mögliche Mechanismen, die S. pyogenes implementiert, um Stresskonditionen im Wirt zu überdauern. / Streptococcus pyogenes is a human pathogen with a remarkable ability to colonize different tissues and to endure diverse host-induced stress conditions through mechanisms that have yet to be fully understood. One strategy employed by bacteria to cope with changing environments are toxin-antitoxin (TA) genetic modules. Under non-ideal conditions, the antitoxin is subject to proteolysis and thus the freed toxin protein can target crucial pathways in the cell modulating bacterial growth. This study, describes the characterization of two chromosomally encoded ParDE-like TA systems from the human pathogen S. pyogenes. The antitoxin-toxin genes of the parDEF1 and parDE2 TA systems are co-transcribed and triggered by stress-induced conditions. The parDE2 TA showed an inspected mRNA processing under amino acid starvation which suggest a putative post-transcriptional regulation. At the post-translational level, both systems are controlled by ClpXP antitoxin-protein degradation in vivo, an important factor for TA triggering. Furthermore, bacterial plasmid-based expression of the toxins ParE1 and ParE2 resulted in effects in cell viability while the antitoxin molecules ParD1 and ParD2 were able to prevent the toxins lethality, respectably. Unlike canonical antitoxins, both ParD1 and ParD2 molecules also displayed deleterious effects, which seemed to be exclusive and related with the N-terminus domain potentially involved in DNA-interaction. Finally, the ParE toxins presented remarkable plasticity, able to harm not only gyrase but also topoisomerase IV, two important bacterial drug targets that modulate DNA-topology. These results expand the view on the ParE molecular targets and highlight the diverse mechanisms TAs employ to modulate bacterial physiology. We also provide more insights into possible mechanisms that S. pyogenes employs to endure stress in the host and efficiently cause disease.