Actinobacillus seminisのバイオフィルム形成の特性評価

Characterization of Actinobacillus seminis biofilm formation.

• J Fernando Montes García
• Lourdes Rojas
• Edgar Zenteno
• Candelario Vazquez Cruz
• Erasmo Negrete Abascal

抄録

Actinobacillus seminisは、生殖器に影響を与え、卵巣やヤギの精巣上体炎、低出生率、時折の流産などの原因となる自己着床性のグラム陰性菌である。A. seminisの病原性因子や病原性のメカニズムは明らかにされていない。本研究では、A. seminisによるインビトロアッセイでのバイオフィルム産生について報告し、その特徴を明らかにした。A. seminisは、トリプティカーゼ大豆ブロス中で37℃で48時間培養した後、主にフィブリル状物質からなる細胞外マトリックスを含むバイオフィルムを形成した。微好気性またはカルシウムの存在により、バイオフィルム形成はそれぞれ約50%、70%減少したが、低鉄濃度では40%増加した。酵素消化により、これらのバイオフィルムの主成分はタンパク質であることが明らかになった。走査型電子顕微鏡による構造観察から、細菌が浸漬されたフィブリル状物質が多く存在することがわかった。抗バイオフィルムマトリックスや抗アドヘキシンなどの異なる細菌表面タンパク質に対する抗体は、バイオフィルムの形成をそれぞれ70％と25％で減少させた。結論として、環境条件はA. seminisのバイオフィルム形成に強く影響を与える可能性があり、これは細菌が宿主内に持続することを可能にする有利な戦略である可能性がある。

Actinobacillus seminis is an autochthonous gram-negative bacterium that affects reproductive organs, causing epididymitis, low fertility, and occasional abortions in ovine and goats. The virulence factors and the pathogenicity mechanisms of A. seminis have not been clearly elucidated yet. In this work, biofilm production by A. seminis in in vitro assays is described and characterized. After 48-h incubation at 37 °C in trypticase soy broth, A. seminis formed biofilms containing an extracellular matrix comprised mainly of fibrillar material. Microaerophilia or the presence of calcium diminished biofilm formation in approximately 50% and 70%, respectively, but low iron concentrations increased it 40%. Through enzymatic digestion, it was found that proteins were the main component of these biofilms. Structural observations through scanning electron microscopy indicated the presence of a high amount of fibrillar material in which bacteria were immersed. Antibodies against different bacterial surface proteins, such as anti-biofilm matrix and anti-adhesin, diminished biofilm formation in 70% and 25%, respectively; whereas furanone C-30 and LED-209, compounds described as quorum-sensing inhibitors, completely inhibited biofilm formation. In conclusion, environmental conditions can influence strongly biofilm formation in A. seminis, and this could be an advantageous strategy that allows bacteria to persist inside a host.