Mutagenesis of Uropathogenic Escherishia coli and its Effect on Macrophages

Abstract

Sepsis er en systemisk inflammatorisk respons ved alvorlig infeksjon som kan føre til organsvikt og død. Hvert år dør flere millioner av mennesker på grunn av sepsis, allikevel er den grunnliggende mekanismen til sepsis patofysiologi fortsatt ukjent. I håp om å forstå mekanismer bak bakteriestimulert inflammatorisk celledød i makrofager som kan gi nye kunnskaper om sepsis patofysiologi, undersøkte vi hvilke strategier i en klinisk isolert uropatogen Escherichia coli stamme (UPEC3) benyttet seg til å indusere inflammatorisk celledød i humane makrofager, og hvordan Rab11 family interacting protein 2 (FIP2) regulerer pyroptose. I dette studiet demonstrerte vi at det pore-dannede proteinet, α-hemolysin (HlyA), som er utrykt i UPEC3, står sentralt i bakteriestimulert inflammatorisk celledød i humane makrofager. Delesjon av hlyA førte til kraftig reduksjon av utskilt caspase-1 og IL-1β fra makrofager sammenliknet med celler som ble stimulert med UPEC3 villtypen. I samsvar med tidligere studie fra vår gruppe, har FIP2 knockdown redusert utskillelsen av caspase-1 og IL-1β. Til støtte av FIP2 fremmer NLRP3-inflammasom aktivering, har vi vist at den virulente faktoren TIR-domain containing protein C (TcpC) inhiberer FIP2 til å interagere med NLRP3 og caspase-1.

Sepsis is a systemic inflammatory response to infection, which can lead to organ damage and death. Every year millions of people die from sepsis, yet the underlying mechanisms of sepsis pathophysiology are not well understood. In light of understanding the mechanisms behind bacterial triggered inflammatory cell death in macrophages that may provide new insights into sepsis pathophysiology, we sought to investigate which evasion strategies in a clinical isolated uropathogenic Escherichia coli strain (UPEC3) exploits to induce inflammatory cell death in human macrophages and how Rab11 family interacting protein 2 (FIP2) regulates pyroptosis. In the present study we demonstrated that the pore-forming protein, α-hemolysin (HlyA), in UPEC3 is a pivotal toxin that induced rapid inflammatory cell death in human macrophages. Deletion of hlyA showed strong decrease of caspase-1 and IL-1β release from macrophages compared with UPEC3 wild type stimulated cells. In accordance with previous study from our group, FIP2 silencing also decreased the levels of released caspase-1 and IL-1β in bacterial stimulated macrophages. In support to FIP2 promotes NLRP3 inflammasome activation, our data showed that the virulence factor TIR-domain containing protein C (TcpC) suppresses FIP2 from interacting with NLRP3 and caspase-1.