Colonization of dermal arterioles by Neisseria meningitidis provides a safe haven from neutrophils

Abstract

The human pathogen Neisseria meningitidis can cause meningitis and fatal systemic disease. The bacteria colonize blood vessels and rapidly cause vascular damage, despite a neutrophil-rich inflammatory infiltrate. Here, we use a humanized mouse model to show that vascular colonization leads to the recruitment of neutrophils, which partially reduce bacterial burden and vascular damage. This partial effect is due to the ability of bacteria to colonize capillaries, venules and arterioles, as observed in human samples. In venules, potent neutrophil recruitment allows efficient bacterial phagocytosis. In contrast, in infected capillaries and arterioles, adhesion molecules such as E-Selectin are not expressed on the endothelium, and intravascular neutrophil recruitment is minimal. Our results indicate that the colonization of capillaries and arterioles by N. meningitidis creates an intravascular niche that precludes the action of neutrophils, resulting in immune escape and progression of the infection.

The Host-Pathogen Interactions and Epicellular Lifestyle of Neisseria meningitidis

“…Once attached to the endothelial surface, microcolony formation proceeds in a similar manner to epithelial binding (see above), and meningococcal aggregates begin to occlude the vessels they occupy (Manriquez et al, 2021). In addition to the paracellular route of invasion resulting from tight junction breakdown initiated by Tfp, meningococci can cross the endothelium via transcytosis.…”

Neutrophil, neutrophil extracellular traps and endothelial cell dysfunction in sepsis

“…Neutrophils may also play a partial protective role in sepsis by reducing vascular leakage in some forms of pathogen‐specific infections. 108 , 109 For instance, during meningococcemia caused by Neisseria meningitides (Nm), neutrophil recruitment allows efficient phagocytosis, partially reducing vascular leakage induced by bacteria. 109 Interestingly, Nm is a potent NET inducer.…”

Purpura fulminans de l'adulte

“…En effet, il a été montré que si les paramètres globaux d'hémostase ne différent pas entre les patients ayant un PF et ceux ayant une CIVD liée à une autre source infectieuse, ceux ayant un PF présentent également un dommage vasculaire spécifique et étendu associé à un recrutement massif de cellules inflammatoires [9]. Des modèles expérimentaux montrent que cette spécificité du PF à méningocoque est en grande partie due à l'interaction étroite entre Neisseria meningitidis et les cellules endothéliales [10,11]. Neisseria meningitidis a en effet la capacité d'adhérer aux cellules endothéliales et de proliférer en agrégats (microcolonies de méningocoques) résistant aux contraintes de cisaillement et pouvant occlure la lumière vasculaire.…”

“…Neisseria meningitidis a en effet la capacité d'adhérer aux cellules endothéliales et de proliférer en agrégats (microcolonies de méningocoques) résistant aux contraintes de cisaillement et pouvant occlure la lumière vasculaire. Cette adhérence aux cellules endothéliales est rendue possible grâce à une structure adhésive filamenteuse d'origine protéique appelée pili de type IV [10,12,13]. Les pili de type IV sont des facteurs de virulence essentiels pour la progression de la méningococcémie vers le purpura fulminans [13,14].…”

“…Le processus infectieux progresse depuis les lésions endothéliales induites par Neisseria meningitidis avec extravasation de globules rouges, jusqu'à l'infiltration de polynucléaires et l'implication secondaire de la thrombose [10]. La congestion microvasculaire, la thrombose et la perte de l'intégrité vasculaire, qui provoquent un purpura lorsqu'elles se produisent dans les microvaisseaux cutanés, affectent également tous les autres organes profonds : l'atteinte cutanée est la partie visible de la maladie.…”