TNF-α E IL1-β aumentan la fagocitosis y disminuyen la supervicencia intracelular de Staphylococcus aureus en células endoteliales de bovino

Abstract

Endothelial cells have a key role in the inflammatory response. Different approaches in vitro have demonstrated that endothelial cells can be invaded by many microorganisms, such as Staphylococcus aureus. In this work we evaluated the effect of the pro- inflammatory cytokines TNF-α (2.5 ng/ml) and IL-1β (20 ng/ml) on the S. aureus phagocytosis and intracellular survival in bovine endothelial cells (BEC). Simultaneously, we performed assays with S. epidermidis with the aim to compare the BEC response toward a pathogen bacterium versus an opportunistic-pathogen bacterium. BEC were able to phagocytize both S. aureus and S. epidermidis, although with a different pattern. The BEC treatment with TNF-α or IL-1β increased S. aureus phagocytosis, but decreased that of S. epidermidis. These cytokines activate signaling pathways such as those that involve NF-κB, JNK, and p38. Therefore the participation of each of these molecules in S. aureus and S. epidermidis phagocytosis was evaluated. S. aureus phagocytosis is associated with the activity state of NF-κB whereas S. epidermidis phagocytosis is associated with the basal activity of JNK and p38. Interestingly, we found that S. aureus activated the nuclear translocation of NF-κB. It is known that the protein A (SpA) of S. aureus binds to TNFR1 and activates NF-κB in airway epithelial cells. The treatment of CEB with SpA decreased their phagocytic capacity, although this behavior was reversible because the phagocytic capacity of BEC was recovered when BEC were cultured for a period of 2 and 6 h without additional treatment. The recovery of the phagocytic capacity was improved by treatment of BEC with TNF-α or IL-1β after a culture period of 2 h. BEC were also able to kill intracellular staphylococci.

Las células endoteliales juegan un papel clave en la respuesta inflamatoria. Estudios in vitro han demostrado que las células endoteliales pueden ser invadidas por diferentes microorganismos patógenos, entre ellos Staphylococcus aureus. La infección de la glándula mamaria bovina por esta bacteria, induce la expresión de citocinas pro- inflamatorias como el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) y la interleucina 1 beta (IL- 1β), por lo que en este trabajo se evaluó el efecto de estas citocinas sobre la fagocitosis y supervivencia intracelular de S. aureus (bacteria patógena) y Staphylococcus epidermidis (bacteria patógena oportunista) en células endoteliales de bovino (CEB). Las CEB fueron capaces de fagocitar tanto a S. aureus como a S. epidermidis, aunque con un patrón diferente. El tratamiento de las CEB con el TNF-α (2.5 ng/ml) o con la IL-1β (20 ng/ml) indujo un incremento en la fagocitosis de S. aureus y una disminución en la fagocitosis de S. epidermidis. Estas citocinas activan vías de señalización que involucran al factor de transcripción NF-κB, a la cinasa JNK y a la cinasa p38. Por lo tanto, se analizó la participación de cada una de estas moléculas en la fagocitosis de ambas bacterias. La fagocitosis de S. aureus está asociada con la activación de NF-κB, mientras que la fagocitosis de S. epidermidis está asociada con la activación de JNK y de p38. De manera interesante, se encontró que S. aureus activa la translocación de NF-κB al núcleo. Se sabe que la proteína A de S. aureus (SpA) se une al receptor 1 de TNF (TNFR1) y esto activa a NF-κB en células epiteliales de pulmón. El tratamiento de las CEB con SpA disminuyó la capacidad fagocítica de las CEB, aunque de manera reversible, ya que después del tratamiento con SpA y después de un tiempo de incubación sin tratamiento adicional, la capacidad fagocítica de las CEB se recuperó.