Extracellular bacterial DNA recognition by human neutrophils: it´s impact on the response to biofilms

Previamente demostramos que el ADN bacteriano extracelular activa a los neutrófilos a través de un mecanismo diferente al canónico CpG-dependiente. El ADN extracelular es un componente central en la formación y estructura de los biofilms bacterianos, comunidades responsables de más del 60% de las infecciones ocasionadas por estos microorganismos. La presente tesis tuvo como objetivos centrales determinar el impacto del ADN de la matriz de los biofilms en la activación de los neutrófilos humanos y la identificaron del receptor involucrado en el reconocimiento de ADN. Los estudios realizados indicaron que la degradación con DNAsa I del ADN de la matriz extracelular de los biofilms de P. aeruginosa redujo marcadamente su capacidad de inducir la activación de los neutrófilos, determinada en función de su habilidad para producir citoquinas proinflamatorias, incrementar marcadores de activación fisiológicamente relevantes, de mediar la fagocitosis y de liberar trampas extracelulares de los neutrófilos (NET). La aplicación de técnicas de MALDI-TOF nos permitió identificar, en el neutrófilo, 16 proteínas con capacidad de unir ADN bacteriano. A pesar de que ninguna de ellas resultó ser el receptor de la superficie celular para ADN, es posible que dos de las proteínas encontradas constituyan sensores intracelulares de ADN, cuya relevancia queda por ser explorada. Los hallazgos realizados en la presente Tesis confirman la existencia de una proteína de la superficie del neutrófilo capaz de mediar el reconocimiento de ADN y la activación celular por esta molécula. Además, indican que el ADN de la matriz extracelular representa un componente proinflamatorio relevante de los biofilms de P. aeruginosa. Los mismos permiten especular que el reconocimiento del ADN de la matriz de biofilms podría representar un mecanismo seleccionado evolutivamente para permitir al huésped incrementar su capacidad de responder a este tipo de infecciones bacterianas persistentesWe have previously demonstrated that extracellular bacterial DNA activates neutrophils through a non-canonical mechanism. Extracelular DNA is a key component in the formation and composition of bacterial biofilms, that are communities responsible for more than 60% of the infections caused by these microorganisms. The aims of this Thesis were to determine the impact of DNA present in the biofilm matrix in triggering human neutrophil activation and to identify the receptor involved in DNA recognition. We found that extracelluar DNA degradation of P. aeruginosa biofilm matrix with DNase I markedly reduced its ability to induce neutrophil activation, determined by evaluating proinflammatoy cytokines production, the increase of physiologically relevant activation markers, phagocytosis and neutrophil extracelullar traps (NET) release. By application of MALDI-TOF techniques we identified 16 neutrophil proteins that bind bacterial DNA. Although none of them proved to be the DNA surface receptor, it is possible that two of these proteins correspond to intracellular DNA sensors whose relevance remains to be explored. The findings presented in this Thesis confirm the existence of a neutrophil surface protein capable of mediating DNA recognition and cell activation. Additionaly, they indicate that extracellular matrix DNA represents a relevant proinflammatory component of P. aeruginosa biofilms. Thus, it is possible to speculate that recognition of extracellular DNA of the biofilm matrix represents an evolutionary selected mechanism that increases the ability of the host to respond to these types of persistent bacterial infections.Fil:Fuxman Bass, Juan Ignacio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina