Correlação entre o perfil fenotípico, genotípico e a virulência de isolados geofílicos, antropofílicos e zoofílicos de Sporothrix schenckii

Sporothrix schenckii é um fungo dimórfico e agente etiológico da esporotricose, uma micose profunda que apresenta diferentes manifestações clínicas. As diversas manifestações clínicas desta e de outras doenças infecciosas podem ser relacionadas ao status imune do hospedeiro, a fatores de virulência do patógeno ou a diferentes genótipos. Dados anteriores do nosso grupo demonstram que diferenças na expressão de adesinas do S. schenckii para fibronectina estão diretamente relacionadas à virulência de diferentes cepas. Neste trabalho visamos avaliar caracteres morfológicos bioquímicos e genotípicos de doze isolados de geofílicos, zoofílicos e antropofílicos de S. schenckii, de diferentes origens geográficas, que apresentam diferentes graus de virulência. Foi analisada a morfologia das formas de micélio e levedura de cada isolado. Foi observado que a fase de micélio dos isolados estudados apresentaram morfologia típica com hifas finas e septadas, com conídios obovóides ou ovóides alongados. As leveduras apresentaram pleomorfismo típico da espécie, com células variando do formato ovóide ao alongado. Verificamos ainda a expressão de adesinas para fibronectina e laminina, do antígeno gp70 e, o padrão de bandas antigênicas reconhecidas por anticorpos IgG presentes em soro de pacientes com esporotricose ou de camundongos infectados. Para isso, foram extraídas proteínas de superfície da forma de levedura de cada isolada, sendo os extratos ensaiados por Western blot. Nestes ensaios observamos que os isolados mais virulentos de S. schenckii expressavam mais adesinas para fibronectina e laminina. A presença da gp70 foi detectada em dez dos doze isolados, sendo que apenas os isolados zoofílicos não expressam esta glicoproteína. O padrão antigênico foi variável entre os isolados, não havendo clara relação com a origem e/ou distribuição geográfica. Os dados fenotípicos foram confrontados com dados genotípicos. Para isso, sequenciamos os loci da calmodulina (CAL) e do Internal Transcribed Spacer 1/2 (ITS 1/2) a fim de averiguar se haviam diferenças genotípicas entre os isolados estudados. As análises do sequenciamento do loci CAL e ITS, contudo, apontam a divisão dos isolados em duas espécies filogenéticas, S. schenckii e S. brasiliensis não correlacionada com a distribuição geográfica dos mesmos. Nosso estudo reforça a hipótese de haver uma correlação entre virulência e expressão de adesinas, porém, sem qualquer relação entre a distribuição geográfica dos isolados zoofilicos, antropofílicos ou geofílicos, bem como dos genótipos encontrados.

Estudo da virulência, adesão e características fenotípicas de isolados do complexo Sporothrix

A esporotricose é uma doença micótica, infecciosa e crônica, que envolve o tecido cutâneo e subcutâneo, e que pode afetar seres humanos e animais. Esta micose sempre foi atribuída a um único patógeno, o Sporothrix schenckii, um fungo termodimórfico, que cresce como levedura a 37 C e como micélio à temperatura ambiente. No entanto, nos últimos anos, foi demonstrado que isolados identificados como S. schenckii apresentavam grande variabilidade genética, sugerindo que este táxon consiste em um complexo de espécies. Esta doença é causada pela implantação traumática do patógeno fúngico, porém, os mecanismos de invasão e disseminação deste microorganismo, bem como as moléculas envolvidas nestes processos, ainda são pouco conhecidos. Com base nessas informações, este trabalho visa identificar moléculas de superfície deste patógeno envolvidas na interação deste fungo com proteínas matriciais, bem como analisar diferenças fenotípicas entre espécies do denominado complexo Sporothrix. Foram utilizados, neste estudo, cinco isolados de Sporothrix spp., sendo três isolados clínicos, um isolado ambiental e um isolado de gato. A virulência de cada isolado foi comparada à capacidade adesiva à proteína matricial fibronectina. Foi observado que os isolados com maior capacidade infectiva eram os que apresentavam maior capacidade adesiva à fibronectina. Verificamos então a expressão de adesinas para fibronectina na superfície de cada isolado, por Western blot, e observamos que os isolados mais virulentos e com maior capacidade adesiva expressavam mais adesinas para fibronectina. Bandas reativas com o anticorpo monoclonal contra adesina gp70 (mAb P6E7) foram reveladas nos extratos de parede celular dos isolados estudados. Análises por microscopia confocal revelaram a co-localização da gp70 com a adesina para fibronectina na superfície dos isolados. Análises filogenéticas demonstraram que os isolados estudados possuíam diferenças genotípicas capazes de agrupá-los em duas espécies, S. schenckii e S. brasiliensis. Esta análise revelou que o isolado avirulento era S. brasiliensis e não S. schenckii, como se pensava. Este dado novo nos levou a verificar se a virulência e as características fenotípicas estariam relacionadas ao genótipo. A avaliação da virulência mostrou que outro isolado de S. brasiliensis era tão virulento quanto os isolados de S. schenckii. Além disso, as características morfológicas, como tamanho, forma e perfil de crescimento, das fases miceliana e leveduriforme, e características microscópicas da parede das leveduras também foram avaliadas. Porém, não foi possível correlacionar, de forma clara, a morfologia celular com a especiação do gênero Sporothrix. A expressão da gp70 na superfície das duas espécies foi verificada e foi observado que o isolado virulento de S. brasiliensis quase não expressa a gp70 na sua superfície em contraste com o isolado avirulento de S. brasiliensis, que além de expressar esta glicoproteína em grande quantidade ainda a libera para o meio extracelular. Este estudo mostra que há uma correlação direta entre virulência e expressão de adesinas, porém, sem qualquer relação entre características fenotípicas e genótipo.

Propriedades adesivas a substratos abióticos e bióticos, invasão e indução de apoptose celular de Corynebacterium pseudodiphtheriticum

A ocorrência de fenótipos multirresistentes de Corynebacterium pseudodiphtheriticum e sua associação a infecções graves, com elevada mortalidade em pacientes imunocomprometidos, aliados ao escasso conhecimento da virulência e patogenia destas infecções, motivou esta pesquisa, que teve como objetivo investigar mecanismos de virulência e resistência microbiana deste agente entre pacientes de um hospital universitário brasileiro. Um total de 113 amostras de C. pseudodiphtheriticum identificadas por métodos bioquímicos convencionais e sistema API-Coryne isoladas de pacientes de diferentes grupos etários. Os micro-organismos eram, em sua maioria, relacionados a infecções no trato respiratório (27,45%), urinário (29,20%) e sitios intravenosos (18,60%) e cerca de 32,70% das amostras foram provenientes de pacientes com pelo menos uma das condições predisponentes: insuficiência renal; transplante renal, tuberculose em paciente HIV+, câncer, cirrose hepática, hemodiálise e uso de cateter. As amostras testadas revelaram-se multirresistentes sendo a maioria resistente à oxacilina, eritromicina e clindamicina. A adesão das cepas ao poliestireno e ao poliuretano indicou o envolvimento de hidrofobicidade da superfície celular na fase inicial da formação de biofilmes. O crescimento subsequente conduziu à formação de microcolônias, agregados bacterianos densos incorporados na matriz exopolimérica rodeada por espaços vazios, típica de biofilmes maduros. Adicionalmente, a interação do micro-organismo com fibrinogênio e fibronectina humana indica o envolvimento destes componentes séricos na formação de biofilme, sugerindo a participação de diferentes adesinas neste processo e a capacidade deste agente formar biofilme in vivo. A afinidade por esses componentes e a formação de biofilme podem contribuir para o estabelecimento e disseminação da infecção no hospedeiro. Adicionalmente, as cepas de C. pseudodiphtheriticum isoladas de pacientes com infecções localizadas (ATCC10700/Pharyngitis) e sistêmicas (HHC1507/Bacteremia) exibiram um padrão de aderência agregativa-like a células HEp-2, caracterizado por aglomerados de bactérias com aparência de um "empilhado de tijolos". Através do teste FAS e ensaios de interação na presença de inibidores de citoesqueleto, demonstramos o envolvimento da polimerização de actina na internalização das cepas testadas. A internalização bacteriana e rearranjo do citoesqueleto pareceu ser parcialmente desencadeado pela ativação da tirosina-quinase. Finalmente, C. pseudodiphtheriticum foi capaz de sobreviver no ambiente intracelular e embora não tenha demonstrado capacidade de replicar intracelularmente, células HEp-2 foram incapazes de eliminar o patógeno completamente no ambiente extracelular no período de 24 horas. Todas as cepas estudadas foram capazes de induzir apoptose em células epiteliais 24 horas pós-infecção evidenciada pelo aumento significativo no número de células mortas e pela ocorrência de alterações nucleares reveladas através dos métodos de coloração pelo azul Trypan, pelo DAPI e microscopia electrônica de transmissão. Alterações morfológicas incluindo a vacuolização, a fragmentação nuclear e a formação de corpos apoptóticos foram observadas neste período. A citometria de fluxo demonstrou ainda uma diminuição significativa no tamanho das células infectadas e a utilização de dupla marcação (iodeto de propídio / anexina V) permitiu a detecção da ocorrência de necrose e apoptose tardia. Em conclusão, o conhecimento de tais características contribuiu para a compreensão de mecanismos envolvidos no aumento da frequência de infecções graves com elevada mortalidade em pacientes no ambiente hospitalar, por C. pseudodiphtheriticum, um patógeno rotineiramente subestimado em países em desenvolvimento.

Efeitos genotóxicos e indução do SOS em mutantes derivados de Escherichia coli K-12 durante o processo de interação com superfícies bióticas e abióticas

A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro. Em parte a filamentação e a indução do SOS observadas na interação ao vidro, foram associadas à produção de ERO. Quantificamos também o número de bactérias aderidas e observamos que as nossas cepas formavam biofilmes moderados. Contudo, a formação de biofilme dependia da capacidade da bactéria induzir o sistema SOS, tanto em aerobiose como em anaerobiose. A tensão do oxigênio foi importante para interação dos mutantes BER, uma vez que os mutantes BW9091 e BW535 apresentaram uma quantidade de bactérias aderidas menor em anaerobiose. Contudo, a diminuição observada não estava vinculada a morte dos mutantes BER. Também realizamos microscopia de varredura na cepa selvagem e nos mutantes, BW9091 e BW535 e confirmamos que as três cepas formavam biofilmes tanto em aerobiose como em anaerobiose. Observamos uma estrutura sugestiva de matriz extracelular envolvendo os biofilmes da cepa selvagem AB1157 e do mutante BW9091. No entanto, a formação desta estrutura por ambas as cepas dependia da tensão de oxigênio, pois nos biofilmes formados em anaerobiose essa estrutura estava ausente. Em conclusão, mostramos que na interação das bactérias com a superfície biótica e abiótica, ocorreu lesão no genoma, com indução do SOS e a resposta de filamentação associada.

Análise dos aspectos biológicos e epidemiológicos de cepas de Escherichia coli associadas à infecção do trato urinário (ITU)

A invasão de bactérias no trato urinário caracteriza a infecção do sistema urinário. A Escherichia coli é o principal microrganismo associado a esta infecção devido a sua importância em causar ITU, recebeu a denominação de UPEC (Escherichia coli uropatogênica). No presente trabalho pesquisamos em 50 cepas de UPEC, inicialmente isolados de urina de pacientes ambulatoriais com infecções sintomática ou assintomática, a presença de 7 fatores de virulência, através das técnicas de PCR simples e multiplex para verificação dos genes que codificam adesinas P (pap) , fímbria S (sfa), adesina afimbrial (afa), sideroforo (aerobactina- aer), toxinas fator necrotizante citotóxico (cnf) e alfa-hemolisinas (hly), proteína de membrana (traT); ilhas de patogenicidade (virulência) através do marcador PAI. O marcador pCVD432 de EAEC também foi pesquisado nestas amostras. O método difusão em disco foi o utilizado para a determinação dos testes de susceptibilidade aos antimicrobianos. Podemos observar duas faixas etárias de maior incidência de ITU entre as mulheres: 19 a 35 anos, e acima de 50 anos. Sessenta e oito por cento das amostras apresentaram pelo menos um fator de virulência, onde os genes traT (54%) e aer (34%) foram os mais prevalentes. A sequência pCVD432 foi detectado em 6 amostras. No entanto, no ensaio de adesão em células Hep-2, doze amostras não apresentaram aderência (NA 24%). Nas 38 cepas restantes, 24 (48%) apresentaram aderência agregativa (AA). Observamos aderência sem padrão típico (SPT) em 48% das amostras, tendo sido dividido em discreto (SPT-D 22%), moderado (SPT-M 18%) e intenso (SPT-I 8%). Notamos os seguintes perfis de resistência para os antimicrobianos testados: ampicilina (44%), gentamicina (8%), nitrofurantoína (2%), norfloxacino (18%) e sulfametozaxol-trimetoprima (34%).

Bonds between fibronectin and fibronectin-binding proteins on Staphylococcus aureus and Lactococcus lactis.

Bacterial cell-wall-associated fibronectin binding proteins A and B (FnBPA and FnBPB) form bonds with host fibronectin. This binding reaction is often the initial step in prosthetic device infections. Atomic force microscopy was used to evaluate binding interactions between a fibronectin-coated probe and laboratory-derived Staphylococcus aureus that are (i) defective in both FnBPA and FnBPB (fnbA fnbB double mutant, DU5883), (ii) capable of expressing only FnBPA (fnbA fnbB double mutant complemented with pFNBA4), or (iii) capable of expressing only FnBPB (fnbA fnbB double mutant complemented with pFNBB4). These experiments were repeated using Lactococcus lactis constructs expressing fnbA and fnbB genes from S. aureus. A distinct force signature was observed for those bacteria that expressed FnBPA or FnBPB. Analysis of this force signature with the biomechanical wormlike chain model suggests that parallel bonds form between fibronectin and FnBPs on a bacterium. The strength and covalence of bonds were evaluated via nonlinear regression of force profiles. Binding events were more frequent (p < 0.01) for S. aureus expressing FnBPA or FnBPB than for the S. aureus double mutant. The binding force, frequency, and profile were similar between the FnBPA and FnBPB expressing strains of S. aureus. The absence of both FnBPs from the surface of S. aureus removed its ability to form a detectable bond with fibronectin. By contrast, ectopic expression of FnBPA or FnBPB on the surface of L. lactis conferred fibronectin binding characteristics similar to those of S. aureus. These measurements demonstrate that fibronectin-binding adhesins FnBPA and FnBPB are necessary and sufficient for the binding of S. aureus to prosthetic devices that are coated with host fibronectin.

Structural and thermodynamic characterization of pre- and postpolymerization states in the F4 fimbrial subunit FaeG.

Enterotoxigenic Escherichia coli expressing F4 fimbriae are the major cause of porcine colibacillosis and are responsible for significant death and morbidity in neonatal and postweaned piglets. Via the chaperone-usher pathway, F4 fimbriae are assembled into thin, flexible polymers mainly composed of the single-domain adhesin FaeG. The F4 fimbrial system has been labeled eccentric because the F4 pilins show some features distinct from the features of pilins of other chaperone-usher-assembled structures. In particular, FaeG is much larger than other pilins (27 versus approximately 17 kDa), grafting an additional carbohydrate binding domain on the common immunoglobulin-like core. Structural data of FaeG during different stages of the F4 fimbrial biogenesis process, combined with differential scanning calorimetry measurements, confirm the general principles of the donor strand complementation/exchange mechanisms taking place during pilus biogenesis via the chaperone-usher pathway.

The F4 fimbrial chaperone FaeE is stable as a monomer that does not require self-capping of its pilin-interactive surfaces.

Many Gram-negative bacteria use the chaperone-usher pathway to express adhesive surface structures, such as fimbriae, in order to mediate attachment to host cells. Periplasmic chaperones are required to shuttle fimbrial subunits or pilins through the periplasmic space in an assembly-competent form. The chaperones cap the hydrophobic surface of the pilins through a donor-strand complementation mechanism. FaeE is the periplasmic chaperone required for the assembly of the F4 fimbriae of enterotoxigenic Escherichia coli. The FaeE crystal structure shows a dimer formed by interaction between the pilin-binding interfaces of the two monomers. Dimerization and tetramerization have been observed previously in crystal structures of fimbrial chaperones and have been suggested to serve as a self-capping mechanism that protects the pilin-interactive surfaces in solution in the absence of the pilins. However, thermodynamic and biochemical data show that FaeE occurs as a stable monomer in solution. Other lines of evidence indicate that self-capping of the pilin-interactive interfaces is not a mechanism that is conservedly applied by all periplasmic chaperones, but is rather a case-specific solution to cap aggregation-prone surfaces.

Bordetella pertussis infection in 2-month-old infants promotes type 1 T cell responses.

Neonatal immaturity of the immune system is currently believed to generally limit the induction of immune responses to vaccine Ags and to skew them toward type 2 responses. We demonstrated here that Bordetella pertussis infection in very young infants (median, 2 mo old) as well as the first administration of whole-cell pertussis vaccine induces B. pertussis Ag-specific IFN-gamma secretion by the PBMC of these infants. IFN-gamma was secreted by both CD4(+) and CD8(+) T lymphocytes, and the levels of Ag-induced IFN-gamma secretion did not correlate with the age of the infants. Appearance of the specific Th-1 cell-mediated immunity was accompanied by a general shift of the cytokine secretion profile of these infants toward a stronger Th1 profile, as evidenced by the response to a polyclonal stimulation. We conclude that the immune system of 2-mo-old infants is developmentally mature enough to develop Th1 responses in vivo upon infection by B. pertussis or vaccination with whole-cell pertussis vaccines.

Modulation of the infant immune responses by the first pertussis vaccine administrations.

Many efforts are currently made to prepare combined vaccines against most infectious pathogens, that may be administered early in life to protect infants against infectious diseases as early as possible. However, little is known about the general immune modulation induced by early vaccination. Here, we have analyzed the cytokine secretion profiles of two groups of 6-month-old infants having received as primary immunization either a whole-cell (Pw) or an acellular (Pa) pertussis vaccine in a tetravalent formulation of pertussis-tetanus-diphtheria-poliomyelitis vaccines. Both groups of infants secreted IFN-gamma in response to the Bordetella pertussis antigens filamentous haemagglutinin and pertussis toxin, and this response was correlated with antigen-specific IL-12p70 secretion, indicating that both pertussis vaccines induced Th1 cytokines. However, Pa recipients also developed a strong Th2-type cytokine response to the B. pertussis antigens, as noted previously. In addition, they induced Th2-type cytokines to the co-administrated antigen tetanus toxoïd, as well as to the food antigen beta-lactoglobulin. Furthermore, the general cytokine profile of the Pa recipients was strongly Th2-skewed at 6 months, as indicated by the cytokines induced by the mitogen phytohaemagglutinin. These data demonstrate that the cytokine profile of 6-month-old infants is influenced by the type of formulation of the pertussis vaccine they received at 2, 3 and 4 months of life. Large prospective studies would be warranted to evaluate the possible long-term consequences of this early modulation of the cytokine responses in infants.

Monocyte-derived interleukin-10 depresses the Bordetella pertussis- specific gamma interferon response in vaccinated infants.

Antigen-specific gamma interferon (IFN-gamma) has been demonstrated to participate in protection against Bordetella pertussis infection. Circulating mononuclear cells from B. pertussis-infected and from pertussis-vaccinated infants secrete high amounts of IFN-gamma after in vitro stimulation by B. pertussis antigens, but with a large variation in the secreted IFN-gamma levels between individuals. We show here that the inhibition of the specific IFN-gamma response can be at least partially attributed to IL-10 secretion by monocytes. This IL-10 secretion was not associated with polymorphisms at positions -1082, -819, and -592 of the IL-10 gene promoter, suggesting that other genetic or environmental factors affect IL-10 expression and secretion.

Burkholderia cenocepacia BC2L-C Is a Super Lectin with Dual Specificity and Proinflammatory Activity

Lectins and adhesins are involved in bacterial adhesion to host tissues and mucus during early steps of infection. We report the characterization of BC2L-C, a soluble lectin from the opportunistic pathogen Burkholderia cenocepacia, which has two distinct domains with unique specificities and biological activities. The N-terminal domain is a novel TNF-alpha-like fucose-binding lectin, while the C-terminal part is similar to a superfamily of calcium-dependent bacterial lectins. The C-terminal domain displays specificity for mannose and L-glycero-D-manno-heptose. BC2L-C is therefore a superlectin that binds independently to mannose/heptose glycoconjugates and fucosylated human histo-blood group epitopes. The apo form of the C-terminal domain crystallized as a dimer, and calcium and mannose could be docked in the binding site. The whole lectin is hexameric and the overall structure, determined by electron microscopy and small angle X-ray scattering, reveals a flexible arrangement of three mannose/heptose-specific dimers flanked by two fucose-specific TNF-alpha-like trimers. We propose that BC2L-C binds to the bacterial surface in a mannose/heptose-dependent manner via the C-terminal domain. The TNF-alpha-like domain triggers IL-8 production in cultured airway epithelial cells in a carbohydrate-independent manner, and is therefore proposed to play a role in the dysregulated proinflammatory response observed in B. cenocepacia lung infections. The unique architecture of this newly recognized superlectin correlates with multiple functions including bacterial cell cross-linking, adhesion to human epithelia, and stimulation of inflammation.

Burkholderia cenocepacia O antigen lipopolysaccharide prevents phagocytosis by macrophages and adhesion to epithelial cells

Chronic respiratory infections by the Burkholderia cepacia complex (Bcc) are of great concern to patients with cystic fibrosis. Bcc isolates may survive intracellularly within amoebae, respiratory epithelial cells and macrophages. The molecular mechanisms facilitating colonization and pathogenesis remain unclear. Given the importance of bacterial adhesion to host surfaces in microbial pathogenesis, we investigated the role of the O antigen LPS in the interaction of Burkholderia cenocepacia, a member of the Bcc, with macrophages and epithelial cells. Our results demonstrated that the O antigen modulates phagocytosis but does not affect intracellular survival of B. cenocepacia. Internalization of strains that lack O antigen was significantly increased compared to that of their isogenic smooth counterparts. However, no differences between rough and smooth strains were found in their ability to delay phagosomal maturation. We also found that the O antigen interfered with the ability of B. cenocepacia to adhere to bronchial epithelial cells, suggesting that this polysaccharide may mask one or more bacterial surface adhesins.

Biomolecular mechanisms of staphylococcal biofilm formation

The multitude of biomolecular and regulatory factors involved in staphylococcal adhesion and biofilm formation owe much to their ability to colonize surfaces, allowing the biofilm form to become the preferential bacterial phenotype. Judging by total number, biomass and variety of environments colonized, bacteria can be categorized as the most successful lifeform on earth. This is due to the ability of bacteria and other microorganisms to respond phenotypically via biomolecular processes to the stresses of their surrounding environment. This review focuses on the specific pathways involved in the adhesion of the Gram-positive bacteria Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus with reference to the role of specific cell surface adhesins, the ica operon, accumulation-associated proteins and quorum-sensing systems and their significance in medical device-related infection.

Identification of a collagen type I adhesin of Bacteroides fragilis

Bacteroides fragilis is an opportunistic pathogen which can cause life threatening infections in humans and animals. The ability to adhere to components of the extracellular matrix, including collagen, is related to bacterial host colonisation. Collagen Far Western analysis of the B. fragilis outer membrane protein (OMP) fraction revealed the presence two collagen adhesin bands of ∼31 and ∼34 kDa. The collagen adhesins in the OMP fraction were separated and isolated by two-dimensional SDS-PAGE and also purified by collagen affinity chromatography. The collagen binding proteins isolated by both these independent methods were subjected to tandem mass spectroscopy for peptide identification and matched to a single hypothetical protein encoded by B. fragilis NCTC 9343 (BF0586), conserved in YCH46 (BF0662) and 638R (BF0633) and which is designated in this study as cbp1 (collagen binding protein). Functionality of the protein was confirmed by targeted insertional mutagenesis of the cbp1 gene in B. fragilis GSH18 which resulted in the specific loss of both the ∼31 kDa and the ∼34 kDa adhesin bands. Purified his-tagged Cbp1, expressed in a B. fragilis wild-type and a glycosylation deficient mutant, confirmed that the cbp1 gene encoded the observed collagen adhesin, and showed that the 34 kDa band represents a glycosylated version of the ∼31 kDa protein. Glycosylation did not appear to be required for binding collagen. This study is the first to report the presence of collagen type I adhesin proteins in B. fragilis and to functionally identify a gene encoding a collagen binding protein. © 2014 Galvão et al.