Caractérisation de la zinc métalloprotéase de Streptococcus suis sérotype 2

Abstract

S. suis est un important pathogène du porc et un agent zoonotique causant méningites, morts soudaines et chocs septiques. Bien que plusieurs facteurs ont été décrits comme étant impliqués dans la virulence de S. suis, les premières étapes de sa pathogénèse restent peu connues. Parmi ces facteurs, il y a la zinc métalloprotéase de S. suis sérotype 2, qui a été décrite comme une IgA1 protéase ayant un rôle critique dans la virulence de S. suis sérotype 2. De plus, cette protéine a été démontrée comme étant un antigène protecteur dans un modèle murin. Cependant des résultats contradictoires ont été obtenus et l’activité IgA protéase de S. suis sérotype 2 est remise en question. De plus, des études phylogénétiques ont permis de démontrer que la zinc métalloprotéase de S. suis est plutôt homologue à la protéine ZmpC de S. pneumoniae, protéine n’ayant pas d’activité IgA protéase. L’objectif général de ce projet a donc été de caractériser la zinc métalloprotéase de S. suis sérotype 2, afin de déterminer son rôle dans la pathogénèse. Pour ce faire, différentes expériences de clivage et d’activation ont été réalisées avec les cibles de l’IgA protéase et de la protéine ZmpC de S. pneumoniae, soit les IgA1 humaines, la matrice métalloprotéase-9 (MMP-9), la glycoprotéine de liaison à la P-sélectine (PSGL-1) et la mucine 16 (MUC16). Les résultats ont démontré que S. suis sérotype 2 n’a pas la capacité de cliver les IgA1 humaines, confirmant l’absence d’activité IgA protéase de ce pathogène. De plus, S. suis n’est pas capable d’activer MMP-9 et de cliver les ectodomaines de PSGL-1. Cependant, la protéine Zmp de S. suis clive partiellement les ectodomaines de MUC16. Malgré cette fonction, Zmp n’est pas un facteur critique pour la colonisation des voies respiratoires ou pour la virulence de S. suis sérotype 2 dans des modèles murins et porcins d’infection. Comme il a été décrit auparavant, la protéine Zmp est un antigène protecteur et la protection obtenue est fortement influencée par l’adjuvant utilisé.

En somme, cette étude a permis de démontrer que S. suis sérotype 2 ne possède pas d’activité IgA protéase et que sa zinc métalloprotéase n’est pas un facteur de virulence critique. Ceci permet donc à nouveau de souligner l’importance de confirmer les rôles associés à des facteurs de virulence critique de S. suis par différentes équipes de recherche mondialement.

Streptococcus suis is an important swine pathogen and zoonotic agent responsible for sudden death, septic shock, and meningitis. Although several putative factors have been described to be involved in the S. suis virulence, the first steps of the S. suis pathogenesis remain misunderstood. Among these factors is the S. suis serotype 2 zinc metalloprotease, which has been described as an IgA1 protease and it was demonstrated to be a critical virulence factor for S. suis serotype 2. Moreover, this protein was a protective antigen in a mouse model of infection. However, contradictory results have been obtained regarding the role of the S. suis serotype 2 zinc metalloprotease and its IgA protease function has been question. More recently, phylogenetic analyses suggested that this protein would be homologous to the ZmpC of Streptococcus pneumoniae, which does not possess an IgA protease activity. Consequently, the main objective of this project was to characterize the S. suis serotype 2 zinc metalloprotease and to determine its role in the pathogenesis. To do this effect, different cleavage and activation experiments have been carried out with the different targets of the IgA protease and the ZmpC protein of S. pneumoniae, whether the human IgA1, matrix metalloprotease-9 (MMP-9), P-selectin glycoprotein ligand (PSGL-1), and mucin 16 (MUC16). Results showed that S. suis was unable to cleave human IgA1, thus confirming the lack of IgA protease activity by this pathogen. In addition, S. suis was unable to activate MMP-9 and to cleave PSGL-1 ectodomains. By contrast, Zmp partially cleaves MUC16 ectodomains. However, Zmp was not a required for colonization of the respiratory tract by S. suis nor for its virulence in both pig and mouse models of infection. Yet, and as previously described, the Zmp protein is a protective antigen with protection strongly influenced by the adjuvant used. Overall, this study showed that S. suis serotype 2 does not possess an IgA protease activity and that its zinc metalloprotease is not a critical virulence factor. Taken together, these results emphasize, once again, the importance of confirming the functions associated with critical S. suis virulence factors by different research teams worldwide.