New Insights into the Enterococcus faecium and Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus Host Interaction Mechanisms

Abstract

Enterococcus faecium and Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus (S. gallolyticus) were classically clustered into the Lancefield Group D streptococci and despite their taxonomic reclassification still share a similar genetic content and environment. Both species are considered as opportunistic pathogens. E. faecium is often associated with nosocomial bacteraemia, and S. gallolyticus is sporadically found in endocarditis of colorectal cancer patients. In both cases, the source of infection is commonly endogenous with a translocation process that launches through the intestinal barrier. To get new insights into the pathological processes preceding infection development of both organisms, we used an in vitro model with Caco-2 cells to study and compare the adhesion, invasion and translocation inherent abilities of 6 E. faecium and 4 S. gallolyticus well-characterized isolates. Additionally, biofilm formation on polystyrene, collagen I and IV was also explored. Overall results showed that E. faecium translocated more efficiently than S. gallolyticus, inducing a destabilization of the intestinal monolayer. Isolates Efm106, Efm121 and Efm113 (p < .001 compared to Ef222) exhibited the higher translocation ability and were able to adhere 2–3 times higher than S. gallolyticus isolates. Both species preferred the collagen IV coated surfaces to form biofilm but the S. gallolyticus structures were more compact (p = .01). These results may support a relationship between biofilm formation and vegetation establishment in S. gallolyticus endocarditis, whereas the high translocation ability of E. faecium high-risk clones might partially explain the increasing number of bacteraemia.

Draft Genome Sequence of a Clinical Enterococcus faecium Sequence Type 18 Strain from South Africa

“…Enterococcus faecium is a Gram-positive bacterium inhabiting the intestinal tract of humans and animals. This multidrug-resistant opportunistic pathogen is commonly associated with invasive nosocomial infections such as complicated urinary tract infection (UTI), bacteremia, and infective endocarditis ( 1 ). An E. faecium sequence type 18 (ST18) strain, ST-18:K073, was isolated from the urine of a 25-year-old female tuberculosis patient diagnosed with UTI in a hospital in South Africa (Pretoria) in 2013.…”

Infective Endocarditis and Malignant Neoplasms: Facts and Hypotheses

“…Источник бактериемии, вызванной S. gallolyticus подтип gallolyticus и Enterococcus faecium, обычно эндогенный, связан с проникновением микроорганизмов через кишечный барьер, или для энтерококка -через слизистые мочевыводящих путей [47]. По одной из гипотез S. bovis / S. gallolyticus является нормальным компонентом микрофлоры кишечника и может попадать в кровоток из-за повреждения слизистой оболочки при опухоли кишечника [30,31].…”

“…По одной из гипотез S. bovis / S. gallolyticus является нормальным компонентом микрофлоры кишечника и может попадать в кровоток из-за повреждения слизистой оболочки при опухоли кишечника [30,31]. S. bovis / S. gallo lyticus и энтерококки в эксперименте могут повреждать монослой кишечного эпителия, проникать через него, прилипают к поверхностям, покрытым фибрином, и образуют биопленку [47][48][49]. Эти особенности микроорганизмов частично объясняют способность вызывать бактериемию и образование вегетаций на эндокарде [47].…”

“…S. bovis / S. gallo lyticus и энтерококки в эксперименте могут повреждать монослой кишечного эпителия, проникать через него, прилипают к поверхностям, покрытым фибрином, и образуют биопленку [47][48][49]. Эти особенности микроорганизмов частично объясняют способность вызывать бактериемию и образование вегетаций на эндокарде [47]. Для колонизации эндокарда SGG имеют значение пили (pil1, pil2 и pil3) клеточной стенки микроорганизма, которые участвуют в связывании с фибриногеном при попадании в кровоток и способствуют связыванию с коллагеном I на поврежденных клапанах сердца.…”

“…При опухолях, в том числе скрыто протекающих, возникают условия, предрасполагающие к развитию ИЭ: бактериемия с возбудителями, которые способны вызывать ИЭ, с одной стороны, и небактериальный тромбоэндокардит (НБТЭ) как матрица, способствующая прилипанию бактерий к эндокарду, с другой стороны. Клинически значимая бактериемия может возникать при распаде опухолей, вследствие повышения проницаемости слизистых оболочек и снижения иммунитета, особенно в случаях химиотерапии и лучевой терапии c нейтропенией; при инвазивных и эндоскопических медицинских процедурах, которые часто проводят при опухолевых заболеваниях [23,47,53]. При онкологических заболеваниях в зависимости от «входных ворот» инфекции и клинической ситуации наблюдается бактериемия как с типичными для ИЭ возбудителями (S. mitis, S. galolyticus, другие стрептококки группы D, энтерококки, Staphylococcus aureus), так и с редкими для ИЭ микроорганизмами, как, например, Lomentospora prolificans [15,28,43,48,[54][55][56][57][58][59][60].…”