Published February 26, 2019 | Version v1
Publication Open

In vitro/vivo Mechanism of Action of MP1102 With Low/Nonresistance Against Streptococcus suis Type 2 Strain CVCC 3928

Creators

  • 1. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
  • 2. Feed Research Institute
  • 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences

Description

Streptococcosis is recognized as a leading infectious disease in the swine industry. Streptococcus suis serotype 2 is regarded as the most virulent species, which threatens human and pig health and causes serious economic losses. In this study, multiple in vitro and in vivo effects of MP1102 on multidrug resistant S. suis was studied for the first time. MP1102 exhibited significant antibacterial activity against S. suis (minimum inhibitory concentration, MIC = 0.028-0.228 μM), rapid bacteriocidal action, a longer postantibiotic effect than ceftriaxone, and a synergistic or additive effect with lincomycin, penicillin, and ceftriaxone (FICI = 0.29-0.96). No resistant mutants appeared after 30 serial passages of S. suis in the presence of MP1102. Flow cytometric analysis and electron microscopy observations showed that MP1102 destroyed S. suis cell membrane integrity and affected S. suis cell ultrastructure and membrane morphology. Specifically, a significantly wrinkled surface, intracellular content leakage, and cell lysis were noted, establishing a cyto-basis of nonresistance to this pathogen. DNA gel retardation and circular dichroism analysis indicated that MP1102 interacted with DNA by binding to DNA and changing the DNA conformation, even leading to the disappearance of the helical structure. This result further supported the mechanistic basis of nonresistance via interaction with an intracellular target, which could serve as a means of secondary injury after MP1102 is transported across the membrane. Upon treatment with 2.5-5.0 mg/kg MP1102, the survival of mice challenged with S. suis was 83.3-100%. MP1102 decreased bacterial translocation in liver, lung, spleen, and blood; inhibited the release of interleukin-1β and tumor necrosis factor-α; and relieved the lung, liver, and spleen from acute injury induced by S. suis. These results suggest that MP1102 is a potent novel antibacterial agent for the treatment of porcine streptococcal disease.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ومن المسلم به أن المكورات العقدية مرض معد رئيسي في صناعة الخنازير. يعتبر النمط المصلي 2 من العقدية السويسرية أكثر الأنواع ضراوة، مما يهدد صحة الإنسان والخنازير ويسبب خسائر اقتصادية جسيمة. في هذه الدراسة، تمت دراسة تأثيرات متعددة في المختبر وفي الجسم الحي لـ MP1102 على S. suis المقاومة للأدوية المتعددة لأول مرة. أظهر MP1102 نشاطًا مضادًا للبكتيريا مهمًا ضد S. suis (الحد الأدنى للتركيز المثبط، MIC = 0.028-0.228 ميكرومتر)، وعمل مبيد للجراثيم سريع، وتأثير ما بعد المضادات الحيوية أطول من السيفترياكسون، وتأثير تآزري أو مضاف مع اللينكوميسين والبنسلين والسيفترياكسون (FICI = 0.29-0.96). لم تظهر أي طفرات مقاومة بعد 30 مقطعًا متسلسلًا من S. suis في وجود MP1102. أظهر تحليل التدفق الخلوي وملاحظات الفحص المجهري الإلكتروني أن MP1102 دمر سلامة غشاء خلية S. Suis وأثر على البنية التحتية لخلايا S. Suis ومورفولوجيا الغشاء. على وجه التحديد، لوحظ وجود سطح متجعد بشكل كبير، وتسرب المحتوى داخل الخلايا، وتحلل الخلايا، مما أدى إلى إنشاء أساس خلوي لعدم مقاومة هذا العامل الممرض. أشار تخلف هلام الحمض النووي وتحليل ثنائي اللون الدائري إلى أن MP1102 تفاعل مع الحمض النووي عن طريق الارتباط بالحمض النووي وتغيير تكوين الحمض النووي، حتى مما أدى إلى اختفاء البنية الحلزونية. كما دعمت هذه النتيجة الأساس الميكانيكي لعدم المقاومة عبر التفاعل مع هدف داخل الخلايا، والذي يمكن أن يكون بمثابة وسيلة للإصابة الثانوية بعد نقل MP1102 عبر الغشاء. عند العلاج بـ 2.5-5.0 ملغ/كغ MP1102، كان بقاء الفئران التي تم تحديها بـ S. suis 83.3-100 ٪. قلل MP1102 من الانتقال البكتيري في الكبد والرئة والطحال والدم ؛ منع إطلاق إنترلوكين-1 β وعامل نخر الورم- α ؛ وخفف من إصابة الرئة والكبد والطحال الحادة الناجمة عن S. suis. تشير هذه النتائج إلى أن MP1102 هو عامل مضاد للجراثيم جديد قوي لعلاج مرض المكورات العقدية الخنازيرية.

Translated Description (French)

La streptococcose est reconnue comme une maladie infectieuse de premier plan dans l'industrie porcine. Streptococcus suis sérotype 2 est considéré comme l'espèce la plus virulente, qui menace la santé humaine et porcine et provoque de graves pertes économiques. Dans cette étude, de multiples effets in vitro et in vivo du MP1102 sur S. suis multirésistant ont été étudiés pour la première fois. MP1102 a montré une activité antibactérienne significative contre S. suis (concentration minimale inhibitrice, CMI = 0,028-0,228 μM), une action bactéricide rapide, un effet postantibiotique plus long que la ceftriaxone et un effet synergique ou additif avec la lincomycine, la pénicilline et la ceftriaxone (CIIF = 0,29-0,96). Aucun mutant résistant n'est apparu après 30 passages en série de S. suis en présence de MP1102. L'analyse cytométrique en flux et les observations en microscopie électronique ont montré que MP1102 détruisait l'intégrité de la membrane cellulaire de S. suis et affectait l'ultrastructure cellulaire et la morphologie membranaire de S. suis. Plus précisément, une surface significativement ridée, une fuite de contenu intracellulaire et une lyse cellulaire ont été notées, établissant une cyto-base de non-résistance à cet agent pathogène. L'analyse du retard du gel d'ADN et du dichroïsme circulaire a indiqué que MP1102 interagissait avec l'ADN en se liant à l'ADN et en modifiant la conformation de l'ADN, conduisant même à la disparition de la structure hélicoïdale. Ce résultat a en outre soutenu la base mécaniste de la non-résistance par interaction avec une cible intracellulaire, qui pourrait servir de moyen de blessure secondaire après le transport de MP1102 à travers la membrane. Après traitement avec 2,5-5,0 mg/kg de MP1102, la survie des souris mises à l'épreuve avec S. suis était de 83,3-100 %. MP1102 a diminué la translocation bactérienne dans le foie, le poumon, la rate et le sang ; inhibé la libération d'interleukine-1β et du facteur de nécrose tumorale-α ; et soulagé le poumon, le foie et la rate des lésions aiguës induites par S. suis. Ces résultats suggèrent que MP1102 est un nouvel agent antibactérien puissant pour le traitement de la maladie streptococcique porcine.

Translated Description (Spanish)

La estreptococosis es reconocida como una enfermedad infecciosa líder en la industria porcina. Streptococcus suis serotipo 2 se considera la especie más virulenta, lo que amenaza la salud humana y porcina y causa graves pérdidas económicas. En este estudio, se estudiaron por primera vez múltiples efectos in vitro e in vivo de MP1102 en S. suis resistente a múltiples fármacos. MP1102 exhibió una actividad antibacteriana significativa contra S. suis (concentración inhibitoria mínima, CMI = 0.028-0.228 μM), acción bactericida rápida, un efecto posantibiótico más prolongado que la ceftriaxona y un efecto sinérgico o aditivo con lincomicina, penicilina y ceftriaxona (FICI = 0.29-0.96). No aparecieron mutantes resistentes después de 30 pases en serie de S. suis en presencia de MP1102. El análisis de citometría de flujo y la microscopía electrónica mostraron que MP1102 destruyó la integridad de la membrana celular de S. suis y afectó la ultraestructura celular y la morfología de la membrana de S. suis. Específicamente, se observó una superficie significativamente arrugada, fuga de contenido intracelular y lisis celular, estableciendo una citobase de no resistencia a este patógeno. El retardo del gel de ADN y el análisis de dicroísmo circular indicaron que MP1102 interactuó con el ADN uniéndose al ADN y cambiando la conformación del ADN, incluso conduciendo a la desaparición de la estructura helicoidal. Este resultado apoyó aún más la base mecanicista de la no resistencia a través de la interacción con un objetivo intracelular, que podría servir como medio de lesión secundaria después de que MP1102 se transporte a través de la membrana. Tras el tratamiento con 2,5-5,0 mg/kg de MP1102, la supervivencia de los ratones expuestos a S. suis fue del 83,3-100%. MP1102 disminuyó la translocación bacteriana en el hígado, el pulmón, el bazo y la sangre; inhibió la liberación de interleucina-1β y el factor de necrosis tumoral-α; y alivió el pulmón, el hígado y el bazo de la lesión aguda inducida por S. suis. Estos resultados sugieren que MP1102 es un potente agente antibacteriano novedoso para el tratamiento de la enfermedad estreptocócica porcina.

Files

pdf.pdf

Files (10.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e2eabcde01d6fd5664348378bd2b82f7
10.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
في المختبر/الجسم الحي آلية عمل MP1102 مع مقاومة منخفضة/غير مقاومة ضد سلالة المكورات العقدية من النوع 2 CVCC 3928
Translated title (French)
In vitro/vivo Mécanisme d'Action de MP1102 avec Faible/Non-Résistance Contre Streptococcus suis Type 2 Souche CVCC 3928
Translated title (Spanish)
Mecanismo de acción in vitro/vivo de MP1102 con baja/sin resistencia contra Streptococcus suis cepa tipo 2 CVCC 3928

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2917033443
DOI
10.3389/fcimb.2019.00048

Is supplement to
https://openalex.org/W4246490855 (Other)
https://openalex.org/W4220762847 (Other)
https://openalex.org/W2468170123 (Other)
https://openalex.org/W2390049422 (Other)
https://openalex.org/W2384619859 (Other)
https://openalex.org/W2384126431 (Other)
https://openalex.org/W2380312680 (Other)
https://openalex.org/W2366446985 (Other)
https://openalex.org/W2362011158 (Other)
https://openalex.org/W219355822 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1965814620
  • https://openalex.org/W1980705378
  • https://openalex.org/W1982686426
  • https://openalex.org/W1985891976
  • https://openalex.org/W1994627130
  • https://openalex.org/W2009720579
  • https://openalex.org/W2012859783
  • https://openalex.org/W2013674343
  • https://openalex.org/W2018573644
  • https://openalex.org/W2021540540
  • https://openalex.org/W2026715552
  • https://openalex.org/W2030688227
  • https://openalex.org/W2033381421
  • https://openalex.org/W2039773643
  • https://openalex.org/W2040014098
  • https://openalex.org/W2049069390
  • https://openalex.org/W2061800653
  • https://openalex.org/W2075205863
  • https://openalex.org/W2083314456
  • https://openalex.org/W2086998018
  • https://openalex.org/W2094489966
  • https://openalex.org/W2102622434
  • https://openalex.org/W2115956200
  • https://openalex.org/W2116035003
  • https://openalex.org/W2129645109
  • https://openalex.org/W2137671553
  • https://openalex.org/W2141121033
  • https://openalex.org/W2143481383
  • https://openalex.org/W2144051039
  • https://openalex.org/W2154887083
  • https://openalex.org/W2155441883
  • https://openalex.org/W2156202734
  • https://openalex.org/W2163386780
  • https://openalex.org/W2166755915
  • https://openalex.org/W2171437337
  • https://openalex.org/W2180903856
  • https://openalex.org/W2196760879
  • https://openalex.org/W2208735811
  • https://openalex.org/W2278174915
  • https://openalex.org/W2295930298
  • https://openalex.org/W2301896723
  • https://openalex.org/W2418504737
  • https://openalex.org/W2539436364
  • https://openalex.org/W2589279670
  • https://openalex.org/W2596433490
  • https://openalex.org/W2740727574
  • https://openalex.org/W2746562707
  • https://openalex.org/W2754255597
  • https://openalex.org/W2756427581
  • https://openalex.org/W2756800496
  • https://openalex.org/W2768185864
  • https://openalex.org/W4296816736
  • https://openalex.org/W4302315211