Trophic cooperation promotes bacterial survival of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa
2020
Camus, Laura | Briaud, Paul | Bastien, Sylvère | Elsen, Sylvie | Doléans-Jordheim, Anne | Vandenesch, François | Moreau, Karen | Pathogénie des Staphylocoques – Staphylococcal Pathogenesis [CIRI] (CIRI-StaPath) ; Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI) ; École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Pathogenèse bactérienne et réponses cellulaires (PBRC) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Biologie du Cancer et de l'Infection (BCI) ; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA) | Biologie du Cancer et de l'Infection (BCI) ; Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA) | Institut des Agents Infectieux [Lyon] (IAI) ; Hospices Civils de Lyon (HCL) | Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM) ; Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Hospices Civils de Lyon (HCL) | Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI) ; École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Université de Lyon | Fondation pour la Recherche Médicale, grant number ECO20170637499 to LC; the Finovi foundation to KM; the associations “Vaincre la mucoviscidose” and “Gregory Lemarchal” to KM
International audience
显示更多 [+] 显示较少 [-]英语. In the context of infection, Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus are frequently co-isolated, particularly in cystic fibrosis (CF) patients. Within lungs, the two pathogens exhibit a range of competitive and coexisting interactions. In the present study, we explored the impact of S. aureus on P. aeruginosa physiology in the context of coexistence. Transcriptomic analyses showed that S. aureus affects significantly and specifically the expression of numerous genes involved in P. aeruginosa carbon and amino acid metabolism. In particular, 65% of the strains presented an important overexpression of the genes involved in the acetoin catabolic (aco) pathway. We demonstrated that acetoin is (i) produced by clinical S. aureus strains, (ii) detected in sputa from CF patients and (iii) involved in P. aeruginosa’s aco system induction. Furthermore, acetoin is catabolized by P. aeruginosa, a metabolic way that improves the survival of both pathogens by providing a new carbon source for P. aeruginosa and avoiding toxic accumulation of acetoin on S. aureus. Due to its beneficial effects on both bacteria, acetoin catabolism could testify to the establishment of trophic cooperation between S. aureus and P. aeruginosa in the CF lung environment, promoting their persistence
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