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Pseudomonas aeruginosa Exolysin promotes bacterial growth in lungs, alveolar damage and bacterial dissemination

Authors :
François Cretin
Guillaume Golovkine
Emmanuel Lemichez
Philippe Huber
Benoit Gallet
Stéphanie Bouillot
Patrick Munro
Ina Attree
Guy Schoehn
Emeline Reboud
Pathogenèse bactérienne et réponses cellulaires (PBRC)
Biologie du Cancer et de l'Infection (BCI )
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre méditerranéen de médecine moléculaire (C3M)
Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075 )
Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
This work was supported by institutional grants from the Commissariat à l’Energie Atomique
the Institut National de la Santé Et de la Recherche Médicale
the Université Grenoble-Alpes and the Centre National de la Recherche Scientifique, as well as the Laboratoire d’Excellence GRAL [grant number ANR-10-LABX-49-01 to ER] and SIGNALIFE [grant number ANR-11-LABX-28-01], Agence National de la Recherche [ANR-15-CE11-0018-01]. This work used the platforms of the Grenoble Instruct centre (ISBG
UMS 3518 CNRS-CEA-UJF-EMBL) with support from FRISBI (ANR-10-INSB-05-02) and GRAL (ANR-10-LABX-49-01) within the Grenoble Partnership for Structural Biology (PSB). The electron microscope facility is supported by the Rhône-Alpes Region, the Fondation Recherche Medicale (FRM), the fonds FEDER, the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), the Commissariat à l’Energie Atomique, the University of Grenoble, EMBL, and the GIS-Infrastrutures en Biologie Sante et Agronomie (IBISA).
Grenoble Instruct-ERIC Center (ISBG : UMS 3518 CNRS-CEA-UGA-EMBL)
ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology(2010)
ANR-11-LABX-0028,SIGNALIFE,Réseau d'Innovation sur les Voies de Signalisation en Sciences de la Vie(2011)
ANR-15-CE11-0018,HemoPseudo,Pneumonie hémorragique à Pseudomonas aeruginosa : étude de nouvelles stratégies de virulence(2015)
ANR-10-INBS-0005,FRISBI,Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée(2010)
Université Grenoble Alpes, Inserm, CEA, BIG-Biologie du Cancer et de l’Infection, Grenoble, France
Huber, Philippe
Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology - - GRAL2010 - ANR-10-LABX-0049 - LABX - VALID
Centres d'excellences - Réseau d'Innovation sur les Voies de Signalisation en Sciences de la Vie - - SIGNALIFE2011 - ANR-11-LABX-0028 - LABX - VALID
Pneumonie hémorragique à Pseudomonas aeruginosa : étude de nouvelles stratégies de virulence - - HemoPseudo2015 - ANR-15-CE11-0018 - AAPG2015 - VALID
Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée - - FRISBI2010 - ANR-10-INBS-0005 - INBS - VALID
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Côte d'Azur (UCA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Source :
Scientific Reports, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2017, 7 (1), pp.2120. ⟨10.1038/s41598-017-02349-0⟩, Scientific Reports, 2017, 7 (1), pp.2120. ⟨10.1038/s41598-017-02349-0⟩, Scientific Reports, Vol 7, Iss 1, Pp 1-11 (2017)
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

Exolysin (ExlA) is a recently-identified pore-forming toxin secreted by a subset of Pseudomonas aeruginosa strains identified worldwide and devoid of Type III secretion system (T3SS), a major virulence factor. Here, we characterized at the ultrastructural level the lesions caused by an ExlA-secreting strain, CLJ1, in mouse infected lungs. CLJ1 induced necrotic lesions in pneumocytes and endothelial cells, resulting in alveolo-vascular barrier breakdown. Ectopic expression of ExlA in an exlA-negative strain induced similar tissue injuries. In addition, ExlA conferred on bacteria the capacity to proliferate in lungs and to disseminate in secondary organs, similar to bacteria possessing a functional T3SS. CLJ1 did not promote a strong neutrophil infiltration in the alveoli, owing to the weak pro-inflammatory cytokine reaction engendered by the strain. However, CLJ1 was rapidly eliminated from the blood in a bacteremia model, suggesting that it can be promptly phagocytosed by immune cells. Together, our study ascribes to ExlA-secreting bacteria the capacity to proliferate in the lung and to damage pulmonary tissues, thereby promoting metastatic infections, in absence of substantial immune response exacerbation.

Details

Language :
English
ISSN :
20452322
Database :
OpenAIRE
Journal :
Scientific Reports, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2017, 7 (1), pp.2120. ⟨10.1038/s41598-017-02349-0⟩, Scientific Reports, 2017, 7 (1), pp.2120. ⟨10.1038/s41598-017-02349-0⟩, Scientific Reports, Vol 7, Iss 1, Pp 1-11 (2017)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....63e247d181e06eb1e14653bdaf8cbfba
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41598-017-02349-0⟩