Role of Shiga Toxins in Cytotoxicity and Immunomodulatory Effects of <i>Escherichia coli</i> O157:H7 during Host-Bacterial Interactions in vitro
Andrea Cecilia Bruballa,
Carolina Maiumi Shiromizu,
Alan Mauro Bernal,
Gonzalo Ezequiel Pineda,
Florencia Sabbione,
Analia Silvina Trevani,
Leticia Verónica Bentancor,
María Victoria Ramos,
Romina Jimena Fernández-Brando,
Manuel Javier Muñoz,
Marina Sandra Palermo
Affiliations
Andrea Cecilia Bruballa
Laboratorio de Patogénesis e Inmunología de Procesos Infecciosos, Instituto de Medicina Experimental (IMEX), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas-Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Carolina Maiumi Shiromizu
Laboratorio de Inmunidad Innata, Instituto de Medicina Experimental (IMEX)-CONICET, Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Alan Mauro Bernal
Laboratorio de Patogénesis e Inmunología de Procesos Infecciosos, Instituto de Medicina Experimental (IMEX), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas-Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Gonzalo Ezequiel Pineda
Laboratorio de Patogénesis e Inmunología de Procesos Infecciosos, Instituto de Medicina Experimental (IMEX), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas-Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Florencia Sabbione
Laboratorio de Inmunidad Innata, Instituto de Medicina Experimental (IMEX)-CONICET, Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Analia Silvina Trevani
Laboratorio de Inmunidad Innata, Instituto de Medicina Experimental (IMEX)-CONICET, Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Leticia Verónica Bentancor
Laboratorio de Ingeniería Genética y Biología Celular y Molecular, Universidad Nacional de Quilmes, Buenos Aires 1876, Argentina
María Victoria Ramos
Laboratorio de Patogénesis e Inmunología de Procesos Infecciosos, Instituto de Medicina Experimental (IMEX), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas-Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Romina Jimena Fernández-Brando
Laboratorio de Patogénesis e Inmunología de Procesos Infecciosos, Instituto de Medicina Experimental (IMEX), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas-Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Manuel Javier Muñoz
Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE-UBA-CONICET), Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular and Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Universitaria, Buenos Aires C1428EHA, Argentina
Marina Sandra Palermo
Laboratorio de Patogénesis e Inmunología de Procesos Infecciosos, Instituto de Medicina Experimental (IMEX), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas-Academia Nacional de Medicina, Buenos Aires C1425AUM, Argentina
Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) strains are food-borne pathogens that can cause different clinical conditions. Shiga toxin 2a and/or 2c (Stx2)-producing E. coli O157:H7 is the serotype most frequently associated with severe human disease. In this work we analyzed the hypothesis that host cells participate in Stx2 production, cell damage, and inflammation during EHEC infection. With this aim, macrophage-differentiated THP-1 cells and the intestinal epithelial cell line HCT-8 were incubated with E. coli O157:H7. A time course analysis of cellular and bacterial survival, Stx2 production, stx2 transcription, and cytokine secretion were analyzed in both human cell lines. We demonstrated that macrophages are able to internalize and kill EHEC. Simultaneously, Stx2 produced by internalized bacteria played a major role in macrophage death. In contrast, HCT-8 cells were completely resistant to EHEC infection. Besides, macrophages and HCT-8 infected cells produce IL-1β and IL-8 inflammatory cytokines, respectively. At the same time, bacterial stx2-specific transcripts were detected only in macrophages after EHEC infection. The interplay between bacteria and host cells led to Stx production, triggering of inflammatory response and cell damage, all of which could contribute to a severe outcome after EHEC infections.