Neutrophils as Trojan Horse vehicles for Brucella abortus macrophage infection

Abstract

Brucella abortus is a stealthy intracellular bacterial pathogen of animals and humans. This bacterium promotes the premature cell death of neutrophils (PMN) and resists the killing action of these leukocytes. B. abortus-infected PMNs presented phosphatidylserine (PS) as "eat me" signal on the cell surface. This signal promoted direct contacts between PMNs and macrophages (Mϕs) and favored the phagocytosis of the infected dying PMNs. Once inside Mϕs, B. abortus replicated within Mϕs at significantly higher numbers than when Mϕs were infected with bacteria alone. The high levels of the regulatory IL-10 and the lower levels of proinflammatory TNF-α released by the B. abortus-PMN infected Mϕs, at the initial stages of the infection, suggested a non-phlogistic phagocytosis mechanism. Thereafter, the levels of proinflammatory cytokines increased in the B. abortus-PMN-infected Mϕs. Still, the efficient bacterial replication proceeded, regardless of the cytokine levels and Mϕ type. Blockage of PS with Annexin V on the surface of B. abortus-infected PMNs hindered their contact with Mϕs and hampered the association, internalization, and replication of B. abortus within these cells. We propose that B. abortus infected PMNs serve as "Trojan horse" vehicles for the efficient dispersion and replication of the bacterium within the host.

La Brucella abortusis es un patógeno bacteriano intracelular sigiloso de animales y humanos. Esta bacteria promueve la muerte celular prematura de los neutrófilos (PMN) y resiste la acción de matar a estos leucocitos. Los PMN infectados por B. abortus presentaron la fosfatidilserina (PS) como una señal de "cómeme" en la superficie celular. Esta señal promovía el contacto directo entre los PMNs y los macrófagos (Mφs) y favorecía la fagocitosis de los PMNs moribundos infectados. Una vez dentro de Mφs,B. abortado se replicó dentro de Mφs en números significativamente más altos que cuando Mφs estaba infectado sólo con bacterias. Los altos niveles de la IL-10 reguladora y los niveles más bajos de TNF-αreleased proinflamatorio por el B. abortus-PMN infectedMφs, en las etapas iniciales de la infección, sugirieron un mecanismo de fagocitosis no logístico. Posteriormente, los niveles de citoquinas proinflamatorias aumentaron en el Mφs infectado por elB.abortus-PMN. Aun así, la replicación bacteriana eficiente procedió, en cuanto a los niveles de citoquinas y Mφtype. El bloqueo de la PS con el Anexo V en la superficie de los PMN infectados con B.abortus obstaculizó su contacto con Mφs y dificultó la asociación, internalización y replicación del B. abortus en estas células. Proponemos que los PMN infectados por B.abortus sirvan como vehículos del "caballo de Troya" para la dispersión eficiente y la replicación de la bacteria dentro del huésped.