Abstract

Arginine deiminase is a bacterial enzyme that hydrolyses arginine with citrulline and ammonia formation. In recent years, increasing evidence is reported about in vitro and in vivo anti-angiogenic action of arginine deiminase from Mycoplasma spp. Our studies have shown that arginine deiminase from Streptococcus pyogenes M22 exerts similar effects, i.e., inhibits proliferation and other endothelial cell functions related to angiogenesis. To confirm a leading role of arginine deiminase, as a factor responsible for the anti-proliferative effect, we have constructed an isogenic S. pyogenes M49-16 mutant unable to express arginine deiminase. A comparative analysis of anti-proliferative activity of original S. pyogenes M49-16 strain and its isogenic mutant with arginine deiminase gene deletion (M49-16delAD) was performed, using an endothelial EA.hy926 cell line. The bacterial supernatantes obtained by sonication of S. pyogenes M49-16 and M49-16delAD were tested. The ability of S. pyogenes M49-16 and M49-16delAD supernatantes to hydrolyze arginine was assessed. Moreover, we compared effects of the Streptococcus supernatantes upon proliferative activity of endothelial cells and their distribution through the cell cycle phases. Supernatantes from original S. pyogenes 49-16 strain were shown to inhibit endothelial cell proliferation to a significant degree (down to 50% of controls). This effect was due to its arginine hydrolyzing activity, i. e. addition of exogenous arginine to the medium resulted into recovery of the cell proliferation levels. The supernatante from S. pyogenes M49-16delAD showed a lower ability to hydrolyze arginine as compared to the supernatante of original strain. Culturing of endothelial cells supplied with S. pyogenes M49-16delAD supernatantes resulted into reduction of their proliferative activity by 10% of control values. Analysis of the cell cycle distribution was concordant with these results. S. pyogenes M49-16 supernatante caused a decrease in S-phase cell fraction by 20% against controls. With a supernatants from S. pyogenes M49-16delAD, such drop in DNA-synthesizing cell ratio was significantly weaker (by only 5% of the control). These results reveal new pathogenetic mechanisms of endothelial dysfunction during streptococcal infection and suggest anti-angiogenic potential of streptococcal arginine deiminase.

Highlights

  • Aргининдеиминаза и эндотелий Arginine deiminase and endothelium на продукцию NO остается дискуссионным

  • В наших исследованиях по изучению влияния внутриклеточных компонентов Streptococcus pyogenes тип М22, штамм AL168 на функции эндотелиальных клеток было обнаружено, что супернатант разрушенных ультразвуком стрептококков (СРС) подавлял пролиферацию, миграцию, адгезию и метаболизм этих клеток [2]

  • Чтобы подтвердить полученные ранее данные о роли АД S. pyogenes в подавлении пролиферации эндотелиальных клеток, в ходе данной работы был сконструирован изогенный мутант штамма – S. pyogenes M49-16, неспособный экспрессировать АД, и был проведен сравнительный анализ антипролиферативной активности исходного штамма СРС S. pyogenes M49-16 и его изогенного мутанта с делецией гена АД (M49-16delAD)

Read more

Summary

РОЛЬ АРГИНИНДЕИМИНАЗЫ STREPTOCOCCUS

Старикова Э.А.1, Карасева А.Б.1, Бурова Л.А.1, Суворов А.Н.1, Соколов А.В.1, Васильев В.Б.1, Фрейдлин И.С.1, 2. Был проведен сравнительный анализ антипролиферативной активности S. pyogenes M49-16 и его изогенного мутанта с делецией гена АД (M49-16delAD) в отношении эндотелиальных клеток линии EA.hy926. Исследования показали, что супернатант исходного штамма S. pyogenes 49-16 достоверно подавлял пролиферацию эндотелиальных клеток (на 50% от контроля). Супернатант S. pyogenes М49-16delAD обладал достоверно сниженной по сравнению с супернатантом исходного штамма способностью гидролизовать аргинин. Культивирование эндотелиальных клеток в присутствии супернатанта S. pyogenes М49-16delAD приводило к снижению их пролиферативной активности только на 10% от контроля. В присутствии супернатанта S. pyogenes М49-16delAD уменьшение доли клеток в фазах синтеза было выражено достоверно слабее и составило всего 5% от контроля. Фрейдлин «Роль аргининдеиминазы Streptococcus pyogenes M49-16 в ингибиции пролиферации эндотелиальных клеток человека линии EA.hy926» // Медицинская иммунология, 2016.

INHIBITION OF ENDOTHELIAL CELL PROLIFERATION
Материалы и методы
Получение изогенного мутанта по гену аргининдеиминазы
Анализ пролиферативной активности эндотелиальных клеток
Анализ распределения эндотелиальных клеток по фазам клеточного цикла
Инкубация клеток в присутствии
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call