IsdB, una proteina espressa da S. aureus, media l'adesione e successiva invasione di cellule umane e promuove l'evasione del batterio dal sistema complemento

Staphylococcus aureus is one of the most important pathogens that can cause a wide spectrum of diseases in human such as skin and soft tissue infections up to sepsis or meningitis. The pathogenicity of S. aureus is caused by the expression of several virulence factors that mediate all stages of infection. These include cell-surface proteins that promote adherence to host extracellular matrix components and allow to evade the complement system. Among these molecules, recently, iron-regulated surface determinant B (IsdB) resulted to play a novel role as a receptor for matrix protein vitronectin (Vn). In this work, the Vn-binding activity of IsdB was furtherly studied as well as its implications. Using ELISA assays, S. aureus showed an increased level of binding of Vn under iron-starving conditions, in which the protein is mostly expressed. Recombinant IsdB bound with high-affinity Vn and in a dose-dependent manner with a KD of 9.6 nM. Furthermore, IsdB expressing bacterial cells bound significantly higher amounts of Vn from human plasma than did grown in rich medium or isdB mutant. Moreover, IsdB-Vn interaction resulted to inhibit terminal complement complex formation and deposition onto bacterial surface by ~50%. To conclude, the addition of Vn to HeLa cell monolayers increased the adhesion and the internalization of bacterial cells grown in poor-iron condition. These results suggest that IsdB can be considered as an important virulence factor implicated in many steps of the infection.

Staphylococcus aureus è uno dei più importanti patogeni umani capace di causare un’ampia gamma di patologie che vanno dalle infezioni della pelle e dei tessuti molli fino ad arrivare a sepsi e meningiti. La patogenicità di S. aureus è dovuta al fatto che il battere esprime svariati fattori di virulenza, presenti in tutte le tappe dell’infezione. Fra questi sono da considerare proteine di superficie che favoriscono l’adesione batterica alla matrice extracellulare e permettono, inoltre, l’evasione dal sistema complemento dell’ospite. Tra queste, recentemente, è stato evidenziato per IsdB (iron-regulated surface determinant B) il ruolo di recettore per la proteina della matrice vitronectina (Vn). In questo lavoro di tesi, è stata investigata l’attività di legame tra IsdB e Vn, e le implicazioni che ne derivano. In esperimenti di ELISA, S. aureus ha mostrato un aumentata capacità di legame alla Vn in carenza di ferro, condizioni nelle quali IsdB è maggiormente espressa. IsdB ricombinante legava la Vn con alta affinità e in maniera dose-dipendente, con una KD di 9.6nM. In più. le cellule batteriche che esprimono IsdB si legavano maggiormente alla Vn contenuta nel plasma umano, rispetto a quelle cresciute in terreno completo o al mutante per isdB. Inoltre, l’interazione IsdB-Vn è risultata inibire del ~50% la formazione del complesso d’attacco alla membrana del sistema complemento e la sua deposizione sulla superfice batterica. Per concludere, l’aggiunta di Vn ai monostrati di cellule HeLa aumentava l’adesione e l’internalizzazione delle cellule batteriche cresciute in carenza di ferro. Questi risultati suggeriscono che IsdB può essere considerata un importante fattore di virulenza coinvolto in molte fasi dell’infezione.