Role de la capsule dans la virulence de Streptococcus suis serotype 2

Streptococcus suis sérotype 2 possède une capsule polysaccharidique contenant de l'acide sialique (acide N-acétyl neuraminique ou NANA). En général, les capsules bactériennes interfèrent avec le système immunitaire de l'hôte, alors que NANA est un agent anti-phagocytaire impliqué dans l'inactivation de la voie alterne du complément.

Une étude d'agglutination effectuée à l'aide de lectines spécifiques à NANA chez l'espèce S. suis a permis de démontrer la présence de NANA chez les sérotypes 1, 2, 1/2, 14, 15 et 16 ainsi que chez tous les isolats de sérotype 2 testés. L'agglutination obtenue avec la lectine du surreau Sambucus nigra (SNA I) est spécifique à NANA. Le rôle de NANA dans la virulence, la résistance à la phagocytose et la survie intracellulaire a ensuite ét tudié. La même faible concentration de NANA est retrouvée chez toutes les souches testées, indépendamment de leur virulence. Aucune différence n'a été observée dans la phagocytose entre les souches non-virulente, virulente non-traitée, traitée à la sialidase ou avec la lectine SNA I.

Le rôle de la capsule entière dans la virulence a ensuite été étudié. Deux mutants non-capsulés, ne réagissant pas avec un anticorps monoclonal anti-capsule et possédant une (mutant 2A) et deux (mutant 79) insertions du transposon Tn916 ont été sélectionnés. L'absence de capsule confère une plus grande hydrophobicité aux mutants et augmente leur phagocytose. De plus, les deux mutants se sont montrés non-virulents pour la souris et le porc. Cette perte de virulence a été associée à une élimination rapide des mutants de la circulation sanguine de la souris, alors que la souche sauvage y persiste au moins 48 h.

L'implication de la capsule comme facteur de protection a été étudié à l'aide d'un anticorps monoclonal (AcMo Z3) produit contre la souche de référence. Cet anticorps reconnaît uniquement les sérotypes 1, 2 et 1/2. L'épitope est capsulaire et inclut NANA. Bien que AcMo Z3 augmente significativement la phagocytose et aide à éliminer de la circulation une dose sous-létale de bactéries, il ne confère qu'une protection partielle contre une dose létale.

Ces études ont démontré que la capsule n'est pas un facteur de virulence unique puisque des souches non-virulentes sont tout de même capsulées. La virulence multi-factorielle de S. suis a été démontrée par le fait qu'un anticorps monoclonal anti-capsule ne protège pas complètement contre une dose létale et que des anticorps contre d'autres épitopes capsulaires sont requis pour une protection totale. (Abstract shortened by UMI.)

Alternate abstract:

Streptococcus suis serotype 2 has a polysaccharide capsule containing sialic acid (N-acetyl neuraminic acid or NANA). In general, bacterial capsules interfere with the host's immune system, whereas NANA is an anti-phagocytic agent involved in the inactivation of the alternative complement pathway.

An agglutination study performed using NANA-specific lectins in the S. suis species demonstrated the presence of NANA in serotypes 1, 2, 1/2, 14, 15 and 16 as well as in all serotype 2 isolates tested. The agglutination obtained with the elderberry lectin Sambucus nigra (SNA I) is specific to NANA. The role of NANA in virulence, resistance to phagocytosis and intracellular survival was then studied. The same low concentration of NANA is found in all the strains tested, regardless of their virulence. No difference was observed in phagocytosis between avirulent, virulent untreated, sialidase-treated, or SNA I lectin-treated strains.

The role of the whole capsule in virulence was then investigated. Two non-capsulated mutants, not reacting with an anti-capsule monoclonal antibody and possessing one (mutant 2A) and two (mutant 79) insertions of transposon Tn916 were selected. The absence of a capsule confers greater hydrophobicity to the mutants and increases their phagocytosis. In addition, both mutants were shown to be non-virulent for mice and pigs. This loss of virulence was associated with a rapid elimination of the mutants from the mouse bloodstream, whereas the wild strain persists there for at least 48 h.

The involvement of the capsule as a protective factor was studied using a monoclonal antibody (AcMo Z3) produced against the reference strain. This antibody only recognizes serotypes 1, 2 and 1/2. The epitope is capsular and includes NANA. Although AcMo Z3 significantly increases phagocytosis and helps eliminate a sub-lethal dose of bacteria from circulation, it confers only partial protection against a lethal dose.

These studies demonstrated that the capsule is not a unique virulence factor since non-virulent strains are still encapsulated. The multi-factorial virulence of S. suis was demonstrated by the fact that an anti-capsule monoclonal antibody does not fully protect against a lethal dose and that antibodies against other capsular epitopes are required for full protection. (Abstract shortened by UMI.)