Brucella evades macrophage killing via VirB-dependent sustained interactions with the endoplasmic reticulum

Abstract

The intracellular pathogen Brucella is the causative agent of brucellosis, a worldwide zoonosis that affects mammals, including humans. Essential to Brucella virulence is its ability to survive and replicate inside host macrophages, yet the underlying mechanisms and the nature of the replica tive compartment remain unclear. Here we show in a model of Brucella abortus infection of mu rine bone marrow–derived macrophages that a fraction of the bacteria that survive an initial macrophage killing proceed to replicate in a compartment segregated from the endocytic path way. The maturation of the Brucella-containing vacuole involves sustained interactions and fusion with the endoplasmic reticulum (ER), which creates a replicative compartment with ER-like properties. The acquisition of ER membranes by replicating Brucella is independent of ER-Golgi COPI-dependent vesicular transport. A mutant of the VirB type IV secretion system, which is necessary for intracellular survival, was unable to sustain interactions and fuse with the ER, and was killed via eventual fusion with lysosomes. Thus, we demonstrate that live intracellular Bru cella evade macrophage killing through VirB-dependent sustained interactions with the ER. Moreover, we assign an intracellular function to the VirB system, as being required for late mat uration events necessary for the biogenesis of an ER-derived replicative organelle.

El patógeno intracelular Brucella es el agente causante de la brucelosis, una zoonosis mundial que afecta a los mamíferos, incluidos los humanos. La capacidad de Brucella de sobrevivir y replicarse en los macrófagos del huésped es esencial para su virulencia. replicarse en el interior de los macrófagos del huésped, pero los mecanismos subyacentes y la naturaleza del compartimento replicativo siguen sin estar claros. En este caso, demostramos en un modelo de infección por Brucella abortus de macrófagos murinos derivados de la médula ósea que una fracción de las bacterias que sobreviven a la muerte inicial de los macrófagos se replica. de los macrófagos procede a replicarse en un compartimento segregado de la vía endocítica. La maduración de la vacuola que contiene Brucella implica interacciones sostenidas y fusión con el retículo endoplásmico (RE), lo que crea un compartimento replicativo con propiedades propiedades similares a las del RE. La adquisición de las membranas del RE por parte de la Brucella replicante es independiente del transporte vesicular dependiente del RE-Golgi El transporte vesicular dependiente de COPI. Un mutante del sistema de secreción de tipo IV de VirB, que es necesaria para la supervivencia intracelular, fue incapaz de mantener interacciones y fusionarse con el RE, y se mató a través de una eventual fusión con los lisosomas. Así, demostramos que las Brucellas intracelulares vivas evaden la muerte de los macrófagos a través de interacciones sostenidas dependientes de VirB con el RE. Además, asignamos una función intracelular al sistema VirB, ya que se requiere para los eventos de maduración tardía necesarios para la biogénesis de un orgánulo replicativo derivado del RE