Isolation of Salmonella enterica and serologic reactivity to Leptospira interrogans in opossums (Didelphis virginiana) from Yucatán, México

The presence of Salmonella enterica and serologic evidence of infection by Leptospira interrogans, were detected in the opossum Didelphis virginiana in a semi-urban locality of the Yucatán State, México. Ninety-one opossums were captured during the period April 1996 and May 1998. From a total of 17 feces samples, four Salmonella enterica subsp. enterica serotypes (Sandiego, Newport, Anatum, and Minnesota), and one Salmonella enterica subsp. arizonae serovar O44:Z4,Z23:- were isolated. Some opossums presented mixed infections. From 81 sera samples, four (4.9%) were positive to antibodies to Leptospira serovars pomona and wolfii. Both animals infected with Salmonella enterica and those serologically positive to Leptospira interrogans were captured in peridomestic habitat. Opossums infected with Salmonella enterica, were captured in dry season, and those seropositive to Leptospira interrogans during the rainy season. The implications of infection and reactivity of these zoonotic pathogens in D. virginiana in the Yucatan state are briefly discussed.

Factors influencing phagocytosis of Salmonella typhimurium by macrophages in murine schistosomiasis

We investigated the influence of Salmonella typhimurium load and specific antibodies on phagocytosis in schistosomiasis. Macrophages from Schistosoma mansoni-infected mice showed depressed capacity to increase the phagocytosis in the presence of a high bacterial load, due to a reduced involvement of these cells in phagocytosis and to a deficient ability to increase the number of phagocytosed bacteria. Normal and Salmonella-infected mice increased their phagocytic capacity when exposed to a high bacterial load. Antibody to Salmonella increased the phagocytic capacity of macrophages from Schistosoma-infected mice due to an increase in the number of bacteria phagocytosed but caused no modification in the number of macrophages engaged in phagocytosis. Our data indicate that macrophages from Schistosoma-infected mice work close to their functional limit, since no increase in phagocytosis was observed after increasing the bacterial load. Specific antibodies can improve their phagocytic capacity and, therefore, could help clearing concurrent infection.

Characterization of a foodborne outbreak caused by Salmonella Enteritidis in Aracaju, State of Sergipe, Brazil

INTRODUCTION: In December 2001, an outbreak of foodborne gastroenteritis infected 114 of 161 people who ate at a restaurant in Aracaju, State of Sergipe, Brazil. METHODS: The epidemiological and microbiological aspects of the outbreak were characterized. RESULTS: Potato salad made with homemade mayonnaise and stored at unsuitable temperatures was associated with increased risk of foodborne infection. Salmonella Enteritidis was isolated from the diarrheal stools of the hospitalized patients, and genotyping of the fecal samples generated identical randomly amplified polymorphic deoxyribonucleic acid (DNA) profiles. CONCLUSIONS : To the best of our knowledge, this is the first and the only record of a gastrointestinal outbreak in Sergipe.

Epithelium-Intrinsic NAIP/NLRC4 Inflammasome Drives Infected Enterocyte Expulsion to Restrict Salmonella Replication in the Intestinal Mucosa.

The gut mucosal epithelium separates the host from the microbiota, but enteropathogens such as Salmonella Typhimurium (S.Tm) can invade and breach this barrier. Defenses against such acute insults remain incompletely understood. Using a murine model of Salmonella enterocolitis, we analyzed mechanisms limiting pathogen loads in the epithelium during early infection. Although the epithelium-invading S.Tm replicate initially, this intraepithelial replicative niche is restricted by expulsion of infected enterocytes into the lumen. This mechanism is compromised if inflammasome components (NAIP1-6, NLRC4, caspase-1/-11) are deleted, or ablated specifically in the epithelium, resulting in ∼100-fold higher intraepithelial loads and accelerated lymph node colonization. Interestingly, the cytokines downstream of inflammasome activation, interleukin (IL)-1α/β and IL-18, appear dispensable for epithelial restriction of early infection. These data establish the role of an epithelium-intrinsic inflammasome, which drives expulsion of infected cells to restrict the pathogen's intraepithelial proliferation. This may represent a general defense mechanism against mucosal infections.

A Salmonella agona outbreak in a pediatric hospital in the city of Rio de Janeiro, Brazil

Six Salmonella Agona strains from an outbreak of 15 days duration which occurred in a public hospital in Rio de Janeiro, Brazil, were analyzed. The outbreak involved six infants (mean age, 24 days; mean body weight, 1612 g), all of them with severe clinical signs and symptoms. Two of them had surgical implications, two were preterm and two had respiratory distress at birth. The Salmonella strains were resistant to nine antimicrobial agents (ampicillin, cephalotin, cefriaxone, gentamicin, amykacin, trimethoprim-sulfamethoxazole, chloramphenicol, and tetracyclin). Analysis of the plasmid pattern of the wild strains and of the transconjugants confirmed that these were identical strains.

Improved efficiency of a Salmonella-based vaccine against human papillomavirus type 16 virus-like particles achieved by using a codon-optimized version of L1.

Cervical cancer results from cervical infection by human papillomaviruses (HPVs), especially HPV16. An effective vaccine against these HPVs is expected to have a dramatic impact on the incidence of this cancer and its precursor lesions. The leading candidate, a subunit prophylactic HPV virus-like particle (VLP) vaccine, can protect women from HPV infection. An alternative improved vaccine that avoids parenteral injection, that is efficient with a single dose, and that induces mucosal immunity might greatly facilitate vaccine implementation in different settings. In this study, we have constructed a new generation of recombinant Salmonella organisms that assemble HPV16 VLPs and induce high titers of neutralizing antibodies in mice after a single nasal or oral immunization with live bacteria. This was achieved through the expression of a HPV16 L1 capsid gene whose codon usage was optimized to fit with the most frequently used codons in Salmonella. Interestingly, the high immunogenicity of the new recombinant bacteria did not correlate with an increased expression of L1 VLPs but with a greater stability of the L1-expressing plasmid in vitro and in vivo in absence of antibiotic selection. Anti-HPV16 humoral and neutralizing responses were also observed with different Salmonella enterica serovar Typhimurium strains whose attenuating deletions have already been shown to be safe after oral vaccination of humans. Thus, our findings are a promising improvement toward a vaccine strain that could be tested in human volunteers.

Salmonella virulence factor SipB induces activation and release of IL-18 in human dendritic cells.

Interleukin-18 (IL-18) plays an important role in innate and acquired immunity, in particular against intracellular pathogens. However, little is known about the microbial factors that trigger IL-18 secretion by dendritic cells (DCs). To determine the influence of bacterial virulence factors on the activation and release of IL-18, we infected human monocyte-derived DCs with virulence mutants of the facultative intracellular pathogen Salmonella typhimurium. Our results show that infection by S. typhimurium causes caspase-1-dependent activation of IL-18 and triggers the release of IL-18 in human DCs. The secretion of IL-18 by the DCs was closely correlated with the ability of the S. typhimurium strains to induce apoptosis. We demonstrate that activation and release of IL-18 are blocked by mutations in the Salmonella sipB gene, which encodes a virulence factor that activates caspase-1 to induce apoptosis. These findings indicate that the activation and release of IL-18 induced by bacterial virulence factors may represent one component of innate immunity against the intracellular bacteria.

Salmonella epidural abscess in sickle cell disease: failure of the nonsurgical treatment.

In patients suffering from sickle cell disease (SCD), bone is a preferred site of infection. We report the case of a five-year-and-eight-month-old black African boy with homozygous-SS disease who developed a cranial epidural abscess. This intracranial infectious complication originated from a Salmonella enteritidis osteitis of the frontal bone. Antibiotic treatment alone did not control the disease, so surgery was necessary to remove the necrotic bone and to evacuate the epidural pus. The numerous factors interfering with normal healing of a septic focus in sickle cell anemia, particularly in this previously undescribed intracranial complication, emphasize the need for a primary and early surgical treatment in similar situations.

Les infections endo-artérielles, complications redoutables des infections à salmonelles non typhi [Endarterial infections, redoubtable complications of non-typhi salmonella infections].

Three cases are reported of salmonella aortitis observed in three men aged 55, 60 and 48 years, the last of whom had a prosthetic aortic valve and ascending aorta. The microorganisms were S. typhi murium, S. paratyphi B, and S. wien. Despite antibiotic treatment two patients died of perforating aortitis. The third patient developed S. wien gastroenteritis a few days after surgical replacement of the aortic valve and the ascending aorta. Five years later he presented with several bacteremic episodes due to S. wien, which recurred despite several courses of cotrimoxazole treatment. He has now been asymptomatic for over one year under prolonged cotrimoxazole treatment. Since vascular infection may occur following non typhi salmonellosis in 5% of patients over 50, or who have underlying endothelial lesions, the question arises as to whether non typhi S. gastroenteritis should be treated with antibiotics in these high risk patients, in contrast to present recommendations.

Effect of cattle on Salmonella carriage, diversity and antimicrobial resistance in free-ranging wild boar (Sus scrofa) in northeastern Spain

Salmonella is distributed worldwide and is a pathogen of economic and public health importance. As a multi-host pathogen with a long environmental persistence, it is a suitable model for the study of wildlife-livestock interactions. In this work, we aim to explore the spill-over of Salmonella between free-ranging wild boar and livestock in a protected natural area in NE Spain and the presence of antimicrobial resistance. Salmonella prevalence, serotypes and diversity were compared between wild boars, sympatric cattle and wild boars from cattle-free areas. The effect of age, sex, cattle presence and cattle herd size on Salmonella probability of infection in wild boars was explored by means of Generalized Linear Models and a model selection based on the Akaike’s Information Criterion. Prevalence was higher in wild boars co-habiting with cattle (35.67%, CI 95% 28.19–43.70) than in wild boar from cattle-free areas (17.54%, CI 95% 8.74–29.91). Probability of a wild boar being a Salmonella carrier increased with cattle herd size but decreased with the host age. Serotypes Meleagridis, Anatum and Othmarschen were isolated concurrently from cattle and sympatric wild boars. Apart from serotypes shared with cattle, wild boars appear to have their own serotypes, which are also found in wild boars from cattle-free areas (Enteritidis, Mikawasima, 4:b:- and 35:r:z35). Serotype richness (diversity) was higher in wild boars co-habiting with cattle, but evenness was not altered by the introduction of serotypes from cattle. The finding of a S. Mbandaka strain resistant to sulfamethoxazole, streptomycin and chloramphenicol and a S. Enteritidis strain resistant to ciprofloxacin and nalidixic acid in wild boars is cause for public health concern.

Serum protein concentrations, including acute phase proteins, in calves experimentally infected with Salmonella Dublin

The aim of this study was to evaluate serum protein concentrations in calves experimentally inoculated with Salmonella Dublin. Twelve healthy 10 to 15-day-old Holstein calves were randomly allotted into two groups, control and infected with 10(8) CFU of Salmonella Dublin orally. The calves were subjected to physical evaluation and blood samples were collected shortly before administration of the bacteria and also 24, 48, 72, 96, 120 and 168 hours post-infection. The concentration of serum proteins was determined through sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Thirty serum proteins ranging from molecular weight of 24,000 Da to molecular weight of 236,000 Da were detected. Serum concentrations of ceruloplasmin (125,000 Da), haptoglobin (45,000 Da), acid glycoprotein (40,000 Da) and a 34,000 Da protein were significantly increased in the experimentally infected calves, when compared with their concentrations in the control animals. Therefore, this study showed that S. Dublin infection could lead to the increase of certain serum proteins in calves.

Caractérisation du produit du gène sty4221, unique à Salmonella enterica sérovar Typhi

Salmonella enterica sérovar Typhi (Typhi) est une bactérie pathogène spécifique à l’homme. Typhi est l’agent étiologique de la fièvre typhoïde chez l’humain, causant plus de 16 millions de nouveaux cas par année et plus de 600 000 morts. Il a été démontré que pour causer une infection systémique, Salmonella doit nécessairement survivre dans les macrophages de l'hôte. Paradoxalement, S. enterica sérovar Typhimurium, très apparenté à Typhi (près de 90 % d’homologie), n’a pas la capacité de se disséminer dans l’organisme humain et peut infecter plusieurs espèces animales. Nous avons antérieurement identifié 36 gènes uniques à Typhi (absents chez Typhimurium) situés sur 15 régions différentes et exprimés sélectivement lors de l’infection de macrophages humains. Ainsi, l’une de ces régions a suscité notre attention, soit la région sty4217-4222 et plus particulièrement le produit du gène sty4221, une aminotransférase hypothétique. Ce dernier gène est d’intérêt dû à l’homologie qu’il détient avec une hémolysine connue (Hly) produite par Treponema denticola, possédant elle-même une activité d’aminotransférase. Chez T. denticola, Hly dégrade la cystéine et produit du H2S qui est toxique pour l’hôte. Notre hypothèse est que la spécificité d’hôte et la capacité de produire une infection systémique de Typhi sont dues à l’expression de gènes qui ne se retrouvent pas chez d’autres salmonelles. Le but de cette étude était donc de caractériser le gène sty4221 quant à son activité hémolytique, cytotoxique et tenter de déterminer son rôle dans la virulence de cette bactérie. Le gène sty4221 a été cloné sous le contrôle d’un promoteur inductible à l’arabinose et exprimé par E. coli. L’activité hémolytique du clone a été déterminée par simple observation sur gélose sang. Ce clone a également permis d’observer l’effet cytotoxique du surnageant de culture sur différentes lignées cellulaires, par quantification de la relâche de LDH. Le gène sty4221 a été muté chez la souche sauvage de Typhi, ISP1820, l’implication pathogénique du gène a ainsi pu être étudiée. Des tests de phagocytose, d’invasion et de survie dans des macrophages humains ont été effectués, ainsi que des tests d’adhésion et d’invasion sur des cellules HeLa. Par ailleurs, une première tentative de purification de la protéine a été entreprise. En somme, nous savons maintenant que STY4221 a des propriétés hémolytiques, augmentées par la présence de cystéine. De plus, STY4221 a un effet cytotoxique sur les macrophages THP-I, mais aucun effet sur les HeLa. Or, sty4221 ne semble pas impliqué dans les étapes d’adhésion, d’invasion, de phagocytose ou de survie. La caractérisation de sty4221 permettra sans doute d’approfondir nos connaissances sur les toxines trouvées uniquement chez Typhi.

Étude de l’efficacité de la vaccination à Salmonella Enteritidis chez la poule pondeuse et de la protection contre l’infection

Les infections à Salmonella Enteritidis chez les humains sont associées à la consommation d’œufs ou d’ovoproduits contaminés. La vaccination est un outil utilisé pour diminuer les risques d’infection à SE chez la volaille, mais avec des résultats variables. Au Canada deux bactérines, MBL SE4C et Layermune, sont couramment utilisées pour lutter contre SE. Cependant, leur efficacité n’a pas été complètement déterminée chez les poules pondeuses plus âgées. Par ailleurs, la capacité de ces vaccins à prévenir la transmission verticale et horizontale n’a pas encore été étudiée. L’objectif principal de cette étude était d’évaluer l’effet des deux bactérines sur la réponse immunitaire chez les poules pondeuses, de vérifier la protection conférée par ces vaccins contre l’infection expérimentale à SE, et d’identifier des protéines immunogènes afin de développer un vaccin sous-unitaire. Les oiseaux ont été vaccinés avec deux protocoles d’immunisation en cours d’élevage (soit à 12 et 18, ou à 16 semaines d’âge). Le groupe contrôle a été injecté avec la solution saline. Les oiseaux ont été inoculés per os avec 2 x 109 CFU de la souche SE lysotype 4 à 55 ou à 65 semaines d’âge. Les anticorps (IgG et IgA) ont été mesurés à différents temps avec un ELISA maison en utilisant l’antigène entier de SE. La phagocytose, flambée oxydative, les populations des splénocytes B et T ont été analysées en utilisant la cytométrie en flux. Les signes cliniques, l’excrétion fécale, la contamination des jaunes d’œufs et l’invasion des salmonelles dans les organes ont été étudiés pour évaluer l’efficacité de protection. La transmission horizontale a aussi été étudiée en évaluant l’infection à SE chez les oiseaux mis en contact avec les oiseaux inoculés. Les protéines immunogènes ont été identifiées par SDS-PAGE et Western blot à l’aide d’antisérums prélevés suite à la vaccination et/ou à l’infection expérimentale/naturelle, puis caractérisées par la spectrométrie de masse. Le protocole de vaccination avec deux immunisations a généré un niveau élevé de séroconversion à partir de 3 jusqu’à 32-34 semaines post-vaccination par rapport à celui avec une seule immunisation (p < 0.02), mais il n’y avait plus de différence entre les groupes à 54 et 64 semaines d’âge. Il n’y a pas eu de corrélation entre les niveaux d’IgG et les taux d’isolement des salmonelles dans les organes et des jaunes d’œuf. La production des IgA n’a été observée que chez les oiseaux vaccinés avec 2 injections de MBL SE4C (p ≤ 0.04). Après l’infection expérimentale, la production des IgA a été significativement plus élevée aux jours 1 et 7 p.i dans l’oviducte des oiseaux vaccinés (sauf pour le groupe vacciné avec 2 injections de Layermune) par comparaison avec le groupe contrôle (p ≤ 0.03). Seule la bactérine MBL SE4C a eu un effet protecteur contre la contamination des jaunes d’œuf chez les oiseaux infectés. Ce vaccin réduit partiellement en utilisant deux immunisations, le taux d’excrétion fécale des salmonelles chez les oiseaux inoculés et les oiseaux horizontalement infectés (p ≤ 0.02). Cinq des protéines identifiées par la spectrométrie de masse sont considérées comme des protéines potentiellement candidates pour une étude plus approfondie de leur immonogénicité: Lipoamide dehydrogenase, Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase), Elongation factor Tu (EF-Tu), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) et DNA protection during starvation protein. En général, les bactérines ont induit une immunité humorale (IgG et IgA) chez les poules pondeuses. Cette réponse immunitaire a protégé partiellement les oiseaux quant à l’élimination des salmonelles, la contamination des jaunes d’œuf, ainsi que la transmission horizontale. Dans cette étude, la bactérine MBL SE4C (avec deux immunisations) s’est montrée plus efficace pour protéger les oiseaux que la bactérine Layermune. Nos résultats apportent des informations objectives et complémentaires sur le potentiel de deux bactérines pour lutter contre SE chez les poules pondeuses. Étant donné la protection partielle obtenue en utilisant ces vaccins, l’identification des antigènes immunogènes a permis de sélectionner des protéines spécifiques pour l’élaboration éventuelle d’un vaccin plus efficace contre SE chez les volailles.

Caractérisation des souches de Salmonella Typhimurium responsables de septicémies chez le porc

Depuis quelques années, il y a émergence de souches de Salmonella enterica sérovar Typhimurium multirésistantes causant une septicémie et la mort chez le porc. Ceci constitue un problème majeur pour l’industrie porcine et possiblement pour la santé publique. L’objectif de ce projet était de comparer et de caractériser une souche capable de causer une septicémie chez le porc et une souche commensale, en observant l’interaction avec des cellules épithéliales, des macrophages humains et d’identifier des gènes exprimés par les souches septicémiques et les souches commensales. Tout d’abord, l’infection de cellules épithéliales permet d’observer l’adhérence et l’invasion des bactéries, pour ainsi mettre en évidence la capacité des souches à coloniser le tractus gastro-intestinal. La souche commensale possède un pouvoir d’adhésion supérieur à la souche septicémique. Par la suite, l’infection de macrophages permet de caractériser le niveau de phagocytose et de survie. L’importance de la survie dans les macrophages pourrait permettre de faire un lien avec la septicémie. Toutefois, aucune différence n’est observable dans les conditions qui ont été testé. Ensuite, la technique SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) est utilisée pour capturer des gènes uniques à la souche septicémique et un autre SCOTS est fait pour capturer les gènes spécifiques à la souche commensale. Finalement, les gènes sont clonés, leur spécificité face aux souches est analysé par dot blot et ils sont identifiés par séquençage suivient d’une analyses bioinformatiques. Les gènes identifiés par SCOTS, lors des captures pour la souche septicémique et la souche commensale, se trouvent à être des gènes communs aux Salmonella. Toutefois, la différence de pathologie causée par les deux souches, n’est peut-être pas l’acquisition de nouveaux gènes, mais plutôt une différence d’expression entre les deux souches.

Caractérisation et délétion de tous les systèmes d'adhésion connus de Salmonella enterica sérovar Typhi

Les fimbriae sont des structures protéiques extracellulaires retrouvées chez une vaste diversité de bactéries. Ces structures ont fait l’objet de nombreuses études et sont maintenant reconnus pour leur implication dans l’adhésion et l’invasion aux cellules eucaryotes, mais aussi dans la production de biofilms. Ils sont groupés selon leur voie de sécrétion. Certains utilisent une machinerie spécifique et individuelle, c’est le cas des pili de type IV, tandis que d’autres utilisent la voie de sécrétion générale suivit d’une voie spécifique telle que la voie du chaperon-placier (« Chaperon Usher Pathway ») (fimbriae CUP) ou la voie de nucléation précipitation (« nucleation precipitation pathway ») (Curli). Malgré toutes les connaissances actuelles concernant les fimbriae, très peu d’informations sont disponibles quant aux fimbriae de Salmonella enterica sérovar Typhi (S. Typhi). Ce pathogène unique à l’homme est l’agent étiologique de la fièvre typhoïde. Puisque les fimbriae sont reconnus pour être impliqués dans l’adaptation à l’hôte, nous avons décidé d’étudier davantage l’arsenal fimbriaire de S. Typhi, dans l’espoir d’identifier des facteurs de virulence uniques à S. Typhi et impliqués dans la ségrégation de l’hôte. La souche S. Typhi ISP1820 possède 14 opérons codant pour des systèmes d’adhésion, mais plusieurs contiennent des pseudogènes et leur expression n’a jamais été observée in vitro. Afin d’étudier les systèmes d’adhésion de S. Typhi, nous avons supprimé chaque opéron du génome individuellement et cumulativement à l’aide une technique de mutagénèse par échange allélique. Ainsi, nous avons testé chaque mutant individuel et la souche mutante pour tous les systèmes d’adhésion dans plusieurs essais tels que des infections de cellules épithéliales et de macrophages, de mobilité et de formation de biofilm. Nous avons aussi évalué l’expression des fimbriae lors de différentes conditions de croissance en laboratoire par RT-PCR. Tous les tests réalisés nous ont permis de découvrir que plusieurs opérons fimbriaires de S. Typhi sont opérationnels et utilisés pour différentes fonctions par la bactérie.