S. aureus améliore la réplication du SRAS-CoV-2 in vitro via la protéine A bactérienne déterminant la surface régulée par le fer

Dans une étude récente publiée dans iScienceles chercheurs ont évalué l’impact de Staphylococcus aureus (S. aureus) sur la réplication du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2).

Arrière-plan

S. aureus il a été identifié comme agent de co-infection bactérienne secondaire commun pour différents virus respiratoires. Plusieurs enquêtes ont révélé que la co-infection par le virus de la grippe A (IAV) entraînait une dérégulation plus sévère du système immunitaire, telle que la destruction des macrophages alvéolaires.

Des études ont également décrit des mécanismes immunitaires au niveau moléculaire, car l’infection par l’IAV augmente l’adhérence des S. aureus aux cellules épithéliales et augmente la reproduction bactérienne intracellulaire.

Au contraire, le S. aureus la protéine lipase 1 favorise la réplication de l’IAV dans les cellules primaires en contrôlant positivement la libération de particules infectieuses.

Conformément à la proximité de la présentation clinique et à la fréquence des co-infections, la présente étude a émis l’hypothèse que les événements au cours de la co-infection entre IAV et S. aureus et CoV-2 et S. aureus ce serait comparable.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné la relation entre S. aureus et CoV-2 et a constaté que S. aureus augmente la in vitro Réplication du CoV-2 via la protéine A déterminant la surface régulée par le fer (IsdA).

Il est prouvé que l’infection par l’IAV augmente l’adhérence et la multiplication des S. aureus à l’intérieur des cellules épithéliales. Par conséquent, l’équipe visait à examiner si les cellules infectées par le CoV-2 avaient un impact S. aureus accession. Ceci a été réalisé en construisant un in vitro modèle de coinfection qui a évalué la cinétique de réplication des deux virus.

L’équipe a utilisé l’isolat Wuhan CoV-2, la souche USA300 LAC de Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM), ainsi qu’un mutant bactérien dépourvu de protéines de liaison à la fibronectine (FnbAB), qui sont nécessaires pour S. aureus invasion des cellules épithéliales. Le nombre de bactéries a été estimé six, huit et 20 heures après une invasion.

L’équipe a recherché si les cellules de S. aureus seules étaient suffisantes pour favoriser la prolifération du CoV-2, ou si les bactéries devaient être vivantes. Cela a été déterminé en évaluant la réplication virale en présence de S. aureus de type sauvage (WT) ou d’une quantité équivalente de bactéries tuées par la chaleur.

De plus, des cellules infectées par le virus ont été co-cultivées avec des mutants bactériens dépourvus d’un ou plusieurs des principaux S. aureus protéines typiquement observées dans le surnageant bactérien. En utilisant la réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse (RT-PCR), l’équipe a analysé la transcription 12 heures après l’infection virale en l’absence et en présence de bactéries.

Résultats

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Les résultats de l’étude ont montré que S. aureus adhèrent efficacement aux cellules Vero E6, bien qu’une infection antérieure par le CoV-2 ait eu un effet négligeable sur l’adhérence bactérienne. Invasion des cellules Vero E6 par S. aureus était basée sur la présence de FnbAB. Cependant, il n’y a eu aucun changement dans les taux d’invasion entre les cellules non infectées et infectées par le CoV-2.

Le taux de réplication bactérienne et la quantité de croissance bactérienne n’ont pas changé entre les cellules non infectées et infectées par le CoV-2. 12 et 24 heures après l’infection, lorsque le titre de CoV-2 a été évalué, S. aureus le nombre de particules virales infectieuses a augmenté. Les données ont montré que l’infection par le CoV-2 n’avait aucun effet perceptible sur l’interaction entre S. aureus et les cellules épithéliales, cependant, S. aureus a favorisé la réplication du CoV-2 dans les cellules épithéliales Vero E6.

Contrairement à la présence de bactéries de type sauvage, qui augmentaient la prolifération virale d’un facteur 10, l’exposition aux bactéries tuées par la chaleur n’avait aucun effet. Simultanément, l’équipe a noté que le nombre de bactéries WT a augmenté de plus de 2 log en 24 heures.

De plus, lorsque plusieurs S. aureus Lors du test de souches, telles que la souche de laboratoire avirulente RN4220, l’équipe a observé des niveaux comparables d’activité provirale et de multiplication bactérienne, indiquant que cet impact n’était pas unique à USA300. Sur la base de ces résultats, les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’activité provirale était causée par une élévation du nombre de bactéries sur 24 heures ou par un composant créé lors de la croissance bactérienne.

L’équipe a noté qu’à l’exception du mutant de la sortase A (srtA), tous les mutants bactériens maintenaient une activité provirale. La sortase A, une endopeptidase, lie de manière covalente les protéines « ancrées à la paroi cellulaire » (CWA) et les peptidoglycanes des cellules bactériennes, ce qui entraîne leur présentation à la surface cellulaire. L’activité provirale de mutants spécifiques des 18 protéines exprimées par la souche USA300 a montré que seuls trois de ces mutants, à savoir isdA, isdB et sdrC, conservaient une activité provirale.

Pour étudier la fonction de ces trois gènes, chaque mutant a été complété avec des gènes de pleine longueur sur un plasmide et retesté pour l’activité virale. Cela a révélé que seule l’addition d’isdA a ravivé le phénotype, malgré toutes les souches poussant au même rythme. De plus, l’équipe a découvert que la co-infection entraînait une légère élévation des transcriptions de la Janus kinase 1 (JAK1) lorsqu’elle était exposée au WT. S. aureus mais que les transcriptions JAK2, JAK3 et tyrosine kinase 2 (TYK2) n’étaient pas affectées.

conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont fourni des preuves d’une nouvelle connexion du CoV-2 avec des bactéries co-infectantes, ainsi que des interactions moléculaires directes entre le CoV et les bactéries. La découverte d’IsdA en tant que facteur proviral a démontré la nécessité de recherches approfondies pour comprendre les interactions qui se produisent entre des protéines bactériennes particulières et des virus respiratoires.