1. Phenol-soluble modulins alpha induce G2/M phase transition delay and impair immune response of eukaryotic cells
- Author
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Deplanche, M., Filho, R. A. E. -A, Semenovskaya, K., Alekseeva, L., Jardin, J., Henry, G., Azevedo, V., Germon, P., Rainard, P., Dessauge, F., Finot, L., Laurent, F., Lina, G., Francois Vandenesch, Le Loir, Y., Smith, D., Otto, M., Goetz, F., Berkova, N. N., Science et Technologie du Lait et de l'Oeuf (STLO), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, Federal University of Minas Gerais, Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), Infectiologie Santé Publique (ISP-311), Université de Tours-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE), AGROCAMPUS OUEST-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Pathogénie des Staphylocoques – Staphylococcal Pathogenesis, Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Infection, University of Glasgow, National Institutes of Health [Bethesda] (NIH), University of Tübingen, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Tours, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Infectiologie et Santé Publique (UMR ISP), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Pathogénie des Staphylocoques – Staphylococcal Pathogenesis (StaPath), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universidade Federal de Minas Gerais [Belo Horizonte] (UFMG), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Tours (UT), Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
interleukine ,surface épithéliale ,staphylococcus aureus ,réponse immunitaire ,[SDV.IDA]Life Sciences [q-bio]/Food engineering ,cytokine ,santé animal ,[SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition ,infection ,cellule hôte - Abstract
Staphylococcus aureus is responsible for a wide range of infections in human and animals. We found that S aureus slowed down host cell proliferation and induced a cytopathic effect. We demonstrated that S aureus induced a G2/M phase transition delay in host cells, which was associated with accumulation of the cyclin-dependent kinase Cdk1/cdc2 and unphosphorylated histone H3. We found that a G2 phase delay was preferential for bacterial internalization and intracellular proliferation. Using size exclusion chromatography and mass spectroscopy analysis, we identified phenol-soluble modulin alpha (PSMα) peptides as the candidates for this effect. The implication of PSMα in cell cycle alteration was confirmed by testing of synthetic PSMα and by comparison of LACwt with the isogenic mutant LAC∆psm, which lacks the operon encoding PSMα. The delay was associated with a decrease of defensins expression in a G2 phase, suggesting that PSMα-induced G2/M phase transition delay deteriorates antibacterial state of the epithelial surface.Investigation of the response to Escherichia coli and S. aureus showed a higher expression of key cytokines IL-6, IL-8, as well as IL-32 (which is involved in dendritic cell maturation) in E. coli-infected host cells. Comparison of cytokines expression in response to LACwt with isogenic mutants, which lack the operon encoding PSMs, show that PSMs inhibit interleukins production, thus impair the innate and adaptive immune response during S. aureus infection. Therefore we show, that PSMs alter the host cell cycle, resulting in a reduction of defense response of host’ cells, that reveal a newly-identified mechanism for promoting infection.
- Published
- 2016