1. Transcriptome Architecture of Osteoblastic Cells Infected With Staphylococcus aureus Reveals Strong Inflammatory Responses and Signatures of Metabolic and Epigenetic Dysregulation
- Author
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Nicolas, Aurélie, Deplanche, Martine, Commere, Pierre-Henri, Diot, Alan, Genthon, Clemence, Marques da Silva, Wanderson, Azevedo, Vasco, Germon, Pierre, Jammes, Hélène, Guédon, Eric, Le Loir, Yves, Laurent, Fréderic, Bierne, Hélène, Berkova, Nadia, Giboulot, Anne, Marqueurs de la persistance intracellulaire de Listeria monocytogenes - - PERMALI2020 - ANR-20-CE35-0001 - AAPG2020 - VALID, Thérapies épigénétiques pour esquiver la résistance - - TherAEPI2020 - ANR-20-PAMR-0011 - PAMR - VALID, Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique - - France-Génomique2010 - ANR-10-INBS-0009 - INBS - VALID, Science et Technologie du Lait et de l'Oeuf (STLO), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de Ressources et de Recherche Technologique - 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Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Universidade Federal de Minas Gerais = Federal University of Minas Gerais [Belo Horizonte, Brazil] (UFMG), Infectiologie et Santé Publique (UMR ISP), Université de Tours (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Biologie de la Reproduction, Environnement, Epigénétique & Développement (BREED), École nationale vétérinaire - Alfort (ENVA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Metaprogram INRAE, GISA, LONGhealth–MPP10573, ANR-20-CE35-0001,PERMALI,Marqueurs de la persistance intracellulaire de Listeria monocytogenes(2020), ANR-20-PAMR-0011,TherAEPI,Thérapies épigénétiques pour esquiver la résistance(2020), ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010), Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-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 Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), and Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
- Subjects
Microbiology (medical) ,Staphylococcus aureus ,transcriptomics ,Infectious Diseases ,[SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology ,epigenetics ,Immunology ,osteoblasts ,persistence ,Microbiology ,metabolism ,[SDV.MP] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology ,immune response - Abstract
Staphylococcus aureus is an opportunistic pathogen that causes a range of devastating diseases including chronic osteomyelitis, which partially relies on the internalization and persistence of S. aureus in osteoblasts. The identification of the mechanisms of the osteoblast response to intracellular S. aureus is thus crucial to improve the knowledge of this infectious pathology. Since the signal from specifically infected bacteria-bearing cells is diluted and the results are confounded by bystander effects of uninfected cells, we developed a novel model of long-term infection. Using a flow cytometric approach we isolated only S. aureus-bearing cells from mixed populations that allows to identify signals specific to intracellular infection. Here we present an in-depth analysis of the effect of long-term S. aureus infection on the transcriptional program of human osteoblast-like cells. After RNA-seq and KEGG and Reactome pathway enrichment analysis, the remodeled transcriptomic profile of infected cells revealed exacerbated immune and inflammatory responses, as well as metabolic dysregulations that likely influence the intracellular life of bacteria. Numerous genes encoding epigenetic regulators were downregulated. The later included genes coding for components of chromatin-repressive complexes (e.g., NuRD, BAHD1 and PRC1) and epifactors involved in DNA methylation. Sets of genes encoding proteins of cell adhesion or neurotransmission were also deregulated. Our results suggest that intracellular S. aureus infection has a long-term impact on the genome and epigenome of host cells, which may exert patho-physiological dysfunctions additionally to the defense response during the infection process. Overall, these results not only improve our conceptual understanding of biological processes involved in the long-term S. aureus infections of osteoblast-like cells, but also provide an atlas of deregulated host genes and biological pathways and identify novel markers and potential candidates for prophylactic and therapeutic approaches.
- Published
- 2022