"Dan Ferro has taught some of the most
important singers of the 20th Century"
Brian Zeger - The Juilliard School
The Metropolitan Opera

"Intensive study of vocal technique as applied to the literature for active singers"

L’importance de la capsule de streptocoque du groupe A dans la pathogenèse des infections humaines: une perspective historique

La virulence des streptocoques du groupe A est étroitement corrélée avec l’expression de son antigène de surface, la protéine M et sa capsule d’acide hyaluronique. Dans les études sur l’infection par le GAS humain, le premier a reçu une attention considérable. les colonies mucoïdes qu’elles produisent ont été négligées dans les études cliniques. Ceci peut être dû en partie à l’expression évanescente de la capsule sur les milieux artificiels, à sa répression pendant le convalescence, au manque de connaissance de sa morphologie coloniale et à la tendance croissante des laboratoires cliniques à Les études plus récentes et plus récentes sont examinées ici qui soulignent le rôle fondamental de la capsule dans l’infection. Nous croyons qu’il est temps de recentrer les nouvelles études cliniques et techniques sur la reconnaissance précoce des dangers potentiels, souches fortement encapsulées de GAS pour lesquelles spr peut être empêché

Pour & gt; siècle après sa reconnaissance, l’évanescence de la capsule de hyaluronate du groupe A streptocoques GAS a présenté un problème d’investigation pour évaluer son rôle dans les infections humaines Bien que beaucoup d’attention ait porté sur l’antigène de surface, la protéine M, comme facteur de virulence essentiel. La richesse des preuves cliniques, épidémiologiques et expérimentales indique que l’expression de la capsule partage avec la protéine M les exigences essentielles pour produire une infection significative L’expression de la capsule est rapidement perdue sur les milieux artificiels, sur les vecteurs passifs et pendant le convalescent. La reconnaissance des gélules par les laboratoires de bactériologie clinique nécessite une bonne connaissance de l’aspect mucoïde des souches encapsulées cultivées sur gélose au sang Très peu de laboratoires cliniques rapportent la morphologie des colonies de GAS En pratique clinique, les tests rapides de détection des antigènes du groupe A ont souvent remplacé dans le diagnostic de laboratoire du mal de gorge Bien Les tests rapides de détection des antigènes du groupe A sont utiles comme prédicteurs négatifs de la pharyngite GAS, mais ils ne permettent pas d’évaluer la virulence des souches infectées. Si les circonstances épidémiologiques locales le justifient, la reconnaissance de la morphologie des colonies mucoïdes sur les cultures de gélose au sang pourrait s’avérer utile. pour signaler l’apparition des souches de GAS fortement encapsulées qui pourraient annoncer une épidémie d’infection à GAS dangereuse Cette revue souligne les premières investigations sur le rôle de la capsule GAS dans les infections humaines et relie ces études à des expériences plus récentes axées sur l’émergence ou génétiquement mutants d’ingénierie GAS de potentiel de production de capsule variable De telles études ont grandement renforcé la reconnaissance de la contribution de la capsule hyaluronate à la virulence GAS

Études des capsules de GAS dans la première moitié du siècle

Au début du vingtième siècle, Bordet a démontré que les souches streptococciques isolées des hémocultures de patients septiques étaient encapsulées et que cette propriété était associée à une résistance à la phagocytose. Cependant, en culture en bouillon, la capsule disparaissait en quelques heures. dans le GAS, la résistance à la phagocytose des souches virulentes, atténuées et avirulentes a été clairement confirmée et a été résumée par Ward et Lyons Ils ont écrit, “la résistance à la phagocytose des variants virulents semble être associée à la présence de capsules sur l’ellipsoïde. ; Aucune capsule ne peut être démontrée sur la variante avirulente “p …” L’aspect de la colonie dépend dans une certaine mesure de la durée d’incubation. Les colonies plus jeunes – aux heures – sont de type mucoïde, étant lisses, aqueuses et de contour régulier “P Avec la découverte par Lancefield de la protéine M de la surface GAS en tant que facteur de virulence majeur et la protection spécifique du type de son anticorps M homologue , la capsule a été reléguée à un niveau d’intérêt secondaire, notamment parce qu’elle semblait non antigénique. ,] Cependant, pour sélectionner les clones de GAS susceptibles d’être la plupart des souris virulentes et de contenir une grande quantité de protéine M, Lancefield conseillé de choisir seulement les colonies les plus hautement mucoïdes de la surface d’une culture de gélose au sang, Seastone démontré par les taches de Wright faites au cours de la première – h de la croissance de GAS mais pas par la suite des contours de grandes capsules qui contenaient en leur sein des matériaux perlés, qu’il supposait être dénaturés prote Après que Kendall et al ont identifié le matériel capsulaire comme acide hyaluronique, Seastone a confirmé sa présence constante dans les capsules de souches de GAS isolées d’infections humaines et, avec Kass , a démontré que la hyaluronidase Wilson a clairement démontré la formation de gélules formées dans des bouillons enrichis en sérum de souches de GAS isolées chez des patients présentant une infection humaine virulente. Sur des géloses au sang bien préparées et conservées, les souches fortement encapsulées formaient de grandes colonies «mucoïdes» en forme de dôme, et la taille était mesurée par microscopie optique en utilisant des préparations à l’encre de Chine. De plus, les souches «matte» décrites précédemment par Ward et Lyons et par Todd et Lancefield étaient démontré au départ «mucoïde», mais au séchage, ils ont développé un «matte» Avec la microscopie à contraste de phase, Wilson a également démontré une résistance pratiquement totale à la phagocytose des souches fortement encapsulées yeux rouges chez l’enfant. Dans des études ultérieures, la résistance à la «phagocytose de surface» des souches de GAS par les leucocytes de souris et de rat était corrélée avec le degré de encapsulation ou teneur en protéine M

Figure Vue largeDownload slideGroup A Streptococcus GAS colonies cultivées pendant la nuit sur gélose au sang A, Colonies mucoïdes fortement encapsulées de GAS poussant sur la gélose au sang Avec le séchage, certains forment des surfaces mates et aplaties B, colonies perlées non encapsulées de GAS Reproduit avec la permission de Figure Vue largeDownload slideGroup A Streptococcus GAS colonies cultivées pendant la nuit sur gélose au sang A, Colonies mucoïdes fortement encapsulées de GAS poussant sur la gélose au sang Avec le séchage, certains forment des surfaces mates et aplaties B, colonies perlées non encapsulées de GAS Reproduit avec la permission de

Études cliniques et épidémiologiques de la dernière moitié du siècle

À la fin et au début, les grandes épidémies de rhumatisme articulaire parmi les recrues militaires américaines à la base aérienne de Warren à Cheyenne (Wyoming) et au centre d’entraînement naval de Great Lakes (Illinois) ont permis d’identifier les propriétés. À la base aérienne de Warren, l’un d’entre nous a obtenu et conservé des cultures des types M existants, notamment M, et qui étaient clairement associés à la fièvre rhumatismale. Des souches similaires ont été recueillies à la recherche médicale navale du Centre d’entraînement naval des Grands Lacs. Unité, où le bactériologiste du site, Paul Frank, a rapporté que l’apparition soudaine et la propagation d’une souche hautement encapsulée d’un seul type M dans le camp des recrues était régulièrement suivie par des épidémies de fièvre rhumatismale Avec Alvin Coburn, consultant pour l’unité à ce moment-là, l’infectiosité respiratoire extrême de ces souches pour les hommes et les souris a été signalée Ces épidémies de fièvre rhumatismale sont ensuite devenues l’objet de les études classiques de la prophylaxie de masse par la benzathine pénicilline G injectable L’arrêt brutal d’une épidémie par un tel traitement était associé à la disparition rapide du rhumatisme articulaire aigu et, simultanément, des souches fortement encapsulées appartenant aux types M épidémiques,,,, Après une prophylaxie massive chez les recrues militaires, on a observé une fièvre rhumatismale épidémique, un portage persistant du SGA et une pharyngite sporadique relativement fréquents sans réapparition de la fièvre rhumatismale Des études définitives de la virulence des souches n’ont pas été réalisées. A cette époque, des souches hautement encapsulées qui ont clairement provoqué le rhumatisme articulaire M et M ont été isolées par Alan Siegel d’écoliers de Chicago lors de leurs antécédents de pharyngite . Ces souches virulentes sont devenues la source de nombreuses études ultérieures de leurs propriétés de virulence. de leur potentiel pour le développement de vaccins protéiques M voir Stollerman et Ekstedt ont rapporté que l’encapsulation raccourcissait significativement la longueur de chaîne des unités GAS, alors qu’avec la perte d’encapsulation ou avec la croissance en présence d’anticorps anti-M spécifiques de type, leur longueur de chaîne était grandement allongée. Les colorations de Wright réalisées au cours des premières h après les hémocultures ont montré des granulations intracapsulaires frappantes, similaires à celles rapportées par Seastone Avec l’utilisation de souches hautement encapsulées, la “réaction à longue chaîne” s’est révélée être un test très sensible pour la détection de quantités infimes d’anticorps anti-M dans le sérum humain

Figure vue largeTélécharger la lameLe «test à chaîne longue»: coloration de Wright des streptocoques encapsulés du groupe A croissant pour h dans du sang humain frais A et avec un anti-M antisérum anti-M spécifique B Reproduit avec la permission de “: Tache Wright de streptocoques du groupe A encapsulés croissant pour h dans du sang humain frais A et avec un anti-M antisérum anti-M ajouté B Reproduit avec la permission de

Variation de la virulence des souches dans un seul type M

Quatre variantes d’une seule souche M M Capsule, M Capsule-, M- Capsule et M- Capsule- qui ont été identifiées par Armine Wilson ont été utilisées par l’un de nous SGH pour étudier la défense innée de l’hôte de souris sans germes et des porcelets privés de colostrum Les souris sans germes étaient aussi résistantes que les souris conventionnelles à défier avec des souches de GAS dépourvues à la fois de protéines M et de capsules table En outre, les globules blancs de porcelets nouveau-nés, dépourvus de colostrum, phagocytaient souches de GAS négatives à la capsule et détruites avec la même efficacité que les cellules sanguines de porcelets normaux nourris au colostrum. La virulence maximale n’a été démontrée que dans des souches à la fois riches en protéines M et fortement encapsulées

Comparaison de l’effet relatif de la taille de la capsule et de la teneur en protéine M dans le groupe A virulence de la souche Streptococcus GAS pour GF sans germes et souris conventionnelles CM provoquées par différentes variantes de capsule et de protéine M d’une souche GAS de M Effet de la taille de la capsule et de la teneur en protéines M dans la virulence du Streptococcus GAS du groupe A pour des souris GF sans germes et des souris conventionnelles CM provoquées par différentes variantes de capsule et de protéine M d’une souche GAS de M Pendant la convalescence de la pharyngite. Rothbard et Watson l’ont clairement démontré Fait intéressant, lors des épidémies de fièvre rhumatismale à la base aérienne de Warren, le gaz trouvé dans la poussière des casernes des recrues n’a pas réussi à infecter les gorges humaines. Le taux de fièvre rhumatismale noté dans les épidémies militaires ne s’appliquait pas à la pharyngite endémique à SGA chez les écoliers Les souches de GAZ étaient n cultivé à partir de pharyngites cliniquement doux, ainsi que dans des échantillons prélevés sur des porteurs convalescents ou asymptomatiques Malgré la persistance d’un pourcentage élevé de cultures de gorge GAS-positives chez les écoliers, la prévalence de la fièvre rhumatismale diminue abruptement. Les infections sporadiques chez les écoliers de Chicago (Illinois) contrastent fortement avec celles des souches isolées des épidémies militaires Par exemple, des souches typables M isolées des maux de gorge légers et non expirés des écoliers de Chicago, un seul isolat forme des colonies mucoïdes. Les autres, bien que toujours M positifs, ne produisent que des colonies nacrées brillantes. La plupart de celles-ci contenaient des quantités relativement faibles de protéine M extractible, exprimées en petite capsule ou sans capsule visible, étaient peu virulentes et faiblement résistantes à la phagocytose. ]

Tableau View largeDownload Propriétés de virulence restreintes des souches de Streptococcus GAS du groupe A isolées à partir des cultures de gorge des enfants atteints de pharyngite non expiratoire non traités aux antibiotiquesTable View largeTélécharger les propriétés de virulence restreintes des souches de Streptococcus GAS isolées des cultures de gorge des enfants atteints de pharyngite non expulsive. traité avec des antibiotiquesLe concept qu’il n’y avait, en fait, que certaines souches fortement encapsulées qui étaient notoires pour provoquer le rhumatisme articulaire aigu et ont donc été surnommés “rhumatogènes” a été proposé dans Une revue plus approfondie de la littérature existante confirme le type M Dans les rapports disponibles pour revue, l’état de l’encapsulation n’a pas été décrit. En effet, avec la diminution dramatique continue de la prévalence du rhumatisme articulaire aigu dans les pays développés, la description des colonies de GAS sur gélose au sang a été rarement rapportée. d’un emm-t système de yping basé sur la séquence nucléotidique codant l’extrémité N-terminale de la protéine M mature, les laboratoires de référence GAS ont largement adopté cette méthode sensible de typage M , mais l’identification de la morphologie des colonies comme marqueur de la virulence

Le retour de la fièvre rhumatismale et de la maladie invasive à SGA

Dans le s, des épidémies focales de rhumatisme articulaire aigu ont éclaté dans des cohortes d’enfants de plusieurs états américains – notamment Utah, Ohio et Pennsylvanie – et dans certaines installations militaires américaines San Diego Naval Base en Californie et Fort Leonard Le bois dans le Missouri Les types M des souches à l’origine de ces épidémies ont fini par être les mêmes que les souches rhumatogènes notoires des précédentes épidémies militaires de la Seconde Guerre mondiale L’état d’encapsulation de ces souches n’a pas été signalé à l’origine. leur virulence n’a pas été faite Plus tard, l’analyse rétrospective des poussées d’infection invasive à SGA qui a suivi a révélé que les colonies mucoïdes étaient souvent identifiées dans certains isolats de cohortes touchées – notamment, les types M et Enfin, une étude rétrospective les isolats de GAS récupérés chez des patients atteints de pharyngite ont été réalisés au cours de plusieurs années de vagues récurrentes de fièvre rhumatismale aiguë dans la région de Salt Lake City, Utah Fo Les souches soigneusement conservées à-° C présentaient une corrélation évidente entre les poussées de fièvre rhumatismale aiguë et la prévalence de souches mucoïdes. Figure L’identification du génome de certaines de ces souches a révélé qu’un seul clone virulent pouvait avoir été responsable des épidémies de rhumatisme articulaire aigu signalées dans les États des Rocheuses et ailleurs et qu’un seul clone génétiquement identifié a également causé une éclosion de maladie streptococcique invasive chez les écoliers du Minnesota

Figure Vue largeDownload slideCorrélation entre les flambées de fièvre rhumatismale aiguë et la prévalence des souches mucoïdes dans la région intermontagnarde de l’Utah pendant – Le nombre de cas de fièvre rhumatismale rencontrés chaque année █ est représenté avec le pourcentage de souches mucoïdes ▴ Reproduit avec la permission de [ ] Figure Vue largeDownload slideCorrélation entre les flambées de fièvre rhumatismale aiguë et la prévalence des souches mucoïdes dans la région intermontagnarde de l’Utah pendant – Le nombre de cas de fièvre rhumatismale rencontrés chaque année █ est représenté avec le pourcentage de souches mucoïdes ▴ Reproduit avec la permission de

Études expérimentales de la relation de la capsule à l’observance, à l’internalisation épithéliale, à la colonisation et à l’invasion muqueuse

Au milieu, l’adhérence du GAS aux cellules du pharynx s’est révélée être due à plusieurs ligands se liant à la fibronectine, tels que l’acide lipotéichoïque , et les protéines dites F , plutôt qu’à la protéine M seule. les protéines F ont montré qu’elles favorisaient l ‘«internalisation» du SGA dans les cellules épithéliales et qu’elles étaient associées au portage persistant de la gorge de souches encore M positives après l’administration d’une antibiothérapie efficace contre la pharyngite GAZ . Adhérence au SAG et internalisation dans les cellules Hep et les kératinocytes humains Le rôle de la capsule dans ces études a finalement été clarifié par la démonstration qu’elle s’attache à une protéine liant l’acide hyaluronique, la CD, présente sur les cellules épithéliales humaines [ -] et qui induit des réarrangements du cytosquelette, entraînant une perturbation des jonctions intercellulaires, permettant ainsi aux microorganismes de rester extracellulaires lorsqu’ils pénètrent dans l’épithélium Plus récemment, des souches de types M et fortement associées à la réapparition du rhumatisme articulaire aigu aux États-Unis se sont révélées avides d’agréger le collagène de type IV . Une telle agrégation dépendait de l’expression de la protéine M et de l’hyaluronate. et a été démontré in vivo peau de souris ainsi que in vitro

Le contrôle génétique de la virulence du SGA

La démonstration du système à composante régulant l’opéron qui contrôle les gènes produisant l’hyaluronate hasA, hasB et hasC a permis d’expliquer la grande variation de l’encapsulation et les facteurs affectant son expression ou répression. Le système consiste en une membrane intégrée. Le gène sagA de la toxine puissante, streptolysine S, est également régulé par le même répresseur La protéine sensorielle CsrS répond aux signaux environnementaux Contact avec le sérum, par exemple, apparemment derepresse la synthèse de l’hyaluronate et de la streptolysine S Ce dernier détruit les membranes cellulaires et les vacuoles Il est donc un partenaire naturel de la capsule pour son pouvoir invasif Son rôle dans la virulence est généralement sous-estimé Le régulateur de réponse CsrR joue apparemment un rôle central des réseaux en influençant directement ou indirectement l’expression de% de tous les gènes chromosomiques GAS pendant la croissance in vitro Un régulateur séparé Mga contrôle, entre autres gènes, emm pour la production de protéines M La régulation par Mga est également sensible aux conditions environnementales, telles que l’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone Ainsi, ces régulateurs de virulence – Mga et CsrRS – peuvent pour la variation de la teneur en protéine M et en hyaluronate, respectivement, observée dans des souches d’un seul type M Des mutations spontanées et expérimentales dans le système CsrR peuvent produire une infectivité grandement accrue chez la souris Des mutations spontanées ont également été trouvées dans des infections humaines. Comparativement à la virulence des souris M isolées de sujets atteints de pharyngite ordinaire, les souches de M obtenues chez des patients atteints de choc toxique streptococcique présentaient une virulence de la souris grandement accrue Ces souches présentaient une mutation avec une délétion du régulateur négatif. corrélé avec l’activité ou les niveaux réels de l’acide hyaluronique A et streptolysine S sagA, que je Dans une autre étude, l’expression du gène GAS par une souche virulente M produisant une pharyngite expérimentale chez le singe a été mesurée au cours des phases d’incubation, d’inflammation aiguë et de convalescence. L’expression différentielle des régulateurs covariants et espions M_spy a été associée. avec toutes les phases de la maladie Colonie morphologie des cultures de la gorge chez ces singes à différents stades de l’infection, cependant, n’a pas été noté Il a été récemment rapporté que la prévalence des sérotypes M qui ont été associés à la fièvre rhumatismale à Chicago dans le s Cependant, l’encapsulation des souches M-typables isolées ou d’autres études sur la virulence de la souche puisque celles initialement notées dans le s n’a pas été rapportée.

Encapsulation pendant le transport en phase de convalescence

Dans ce dernier cas, les souches exprimant la protéine M et la capsule ont été maintenues pendant des semaines, alors que celles qui étaient M protéine et capsule négative ont persisté seulement pendant des semaines. – Note remarquable était le rapport de la base Warren de la base aérienne des souches GAS transportés pendant la convalescence de la pharyngite à une époque où et dans un endroit où prévalaient encore la fièvre rhumatismale et rhumatogènes Dans ces études de transport en phase convalescente non traitée La pharyngite à SGA persistait aussi longtemps que – mois, perdant finalement la protéine M et l ‘infectiosité chez les singes. L’ encapsulation des souches persistantes n’a pas été décrite A notre connaissance, des études systématiques de l ‘encapsulation des «persister» pharyngés après traitement par la pénicilline pharyngite n’ont pas été rapportés non plus. En conclusion, un argument peut être avancé Surveillance de la morphologie des colonies pour soutenir la prise en charge clinique de la pharyngite à SGA dans les cohortes à risque de maladies à SGA post-infectieuses ou invasives Un vaccin à base de protéine M recombinante valent% -% des sérotypes provoquant pharyngite et maladie invasive aux États-Unis. testées chez des adultes en bonne santé et jugées immunogènes et sans danger Dans une étude récente sur la maladie invasive à SGA aux États-Unis , les sérotypes M inclus dans le vaccin représentaient% des isolats totaux; pour% et% d’isolats responsables de la fasciite nécrosante et du syndrome de choc toxique streptococcique, respectivement; et pour% d’isolats associés à une infection mortelle L’apparition d’un rhumatisme articulaire aigu, d’un choc toxique streptococcique ou d’autres infections invasives dans une communauté devrait entraîner une surveillance étroite des résultats de culture positifs pour l’apparition de colonies de GAS mucoïde. Ces colonies peuvent aider à détecter appartiennent à de nouveaux sérotypes M ou à d’autres qui ne sont pas actuellement inclus dans les vaccins

Remerciements

Soutien financier Fonds de recherche du National Institutes of Health / Institut national des allergies et des maladies infectieuses US Public Health Service subventions IA et AI et des fonds de recherche du ministère des Anciens Combattants Conflits d’intérêts potentiels GHS et JBD: pas de conflits