Identification of enzymes from Streptococcus anginosus group to determine the mechanisms of their virulence

Paciorkowce z grupy Streptococcus anginosus (SAG) klasyfikowano dotychczas jako organizmy komensalne, natomiast ostatnie obserwacje kliniczne wskazują na ich wysoki potencjał chorobotwórczy. Na patogenny charakter tych drobnoustrojów wskazuje tworzenie miejscowych stanów zapalnych z tendencją do formowania ropni. Zdolność komórek bakteryjnych do przejawiania takiej aktywności upatruje się w czynnikach wirulencji, między innymi enzymach zewnątrzwydzielniczych, cząsteczkach odpowiedzialnych za adhezję, czy też otoczce bakteryjnej z zakotwiczonymi białkami. Stosunkowo niedawne odkrycie patogennego charakteru paciorkowców z grupy SAG wpływa na ograniczoną wiedzę na temat ich czynników wirulencji, dlatego celem niniejszych badań była charakterystyka enzymatyczna kolekcji szczepów oraz określenie roli wybranych enzymów w zjadliwości badanych drobnoustrojów. Badania wykazały ekspresję badanych enzymów zewnątrzwydzielniczych, takich jak: proteazy, hialuronidazy oraz DNAzy oraz ich wysokie zróżnicowanie międzygatunkowe. Wykazano także zróżnicowanie ich aktywności w obrębie poszczególnych gatunków. Ostatecznie, podjęta próba oceny aktywności badanych enzymów na wirulencję SAG dowiodła, że produkcja DNAz umożliwia inaktywację bakteriobójczego działania zewnątrzkomórkowych pułapek neutrofilowych. Podsumowując, niniejsza praca dowodzi, że paciorkowce z grupy Streptococcus anginosus posiadają arsenał enzymów o aktywności czynników wirulencji, których molekularny mechanizm działania powinien zostać w przyszłości szczegółowo zbadany.

Streptococci from the Streptococcus anginosus group (SAG) have been considered for many years as commensal organisms, while recent clinical data indicate their pathogenic potential. Those microorganisms are reported to induce local inflammation with an ability to form abscesses. This pathogenic activity is a consequence of the expression of virulence factors, including secreted enzymes, adhesion molecules or the bacterial envelope with anchored proteins. The limited data about SAGs’ virulence factors is the consequence of their recent identification as pathogens. Therefore, the aim of this study was to characterize their enzymatic activity using the collection of clinical strains. Moreover, the aim of our work was to determine the role of selected enzymes as a virulence factors. Our investigation revealed essential expression of enzymes such as proteases, hyaluronidases and DNAses, and their high interspecies diversity. Finally, aiming to examine the biological role of the selected enzymes, was found, that the production of DNAses enables the inactivation of the bactericidal effect of neutrophil extracellular traps. Summarizing, our study proved that streptococci from the Streptococcus anginosus group have an arsenal of enzymes what determine their virulence character. This fact obliges researchers to continue to investigation their molecular mechanisms of action.