Adherence of Group A Streptococci to Epithelial Cells in Tissue Culture

Using the HEp-2 cell line system the factors and mechanisms of group A Streptococcus adherence had been studied.

It was shown that high adherence was chiefly found in strains showing attributes of virulence (presence of M protein, growth in human blood, lethality for mice). The data supplied by experiments with pepsin and LTA suggest that there exist at least two mechanisms of adherence.

Streptokokken der Gruppe A heften sich an HEp-2 Zellkulturen an. Diese Epithelzellen können zwischen virulenten (M⁺) und avirulenten (M^-) Streptokokkenstämmen unterscheiden. Nach 30 min Inkubation sind an 24–51% der HEp-2 Zellen M⁺-Streptokokken adhärent (mit 3 bis 6 Kokken je Zelle). Die Verlängerung der Inkubationszeit führt zur Erhöhung der Zahl infizierter Zellen auf 90–100%, teilweise mit Mikrokoloniebildung in disen Zellen. Unter gleichen Versuchsbedingungen infizieren M^--Stämme weniger als 28% der HEp-2 Zellen und der Adhärenzindex liegt bei 1–2 Kokken je Zelle. Mit steigender Suspensionsdichte der Bakterien nehmen die Adhärenzparameter zu und die Unterschiede zwischen M⁺ und M^--Varianten werden früher nachweisbar.

Eine Vorbebrütung der M⁺-Streptokokkenstämme mit EDTA führt — im Gegensatz zu den M^--Stämmen — zu einer deutlichen Verminderung der Adhärenz. Die Adhärenz der M⁺-Stämme wird auch durch Trypsin vermindert, wobei das Enzym die Zellwände vollkommen von den filamentösen Protrusionen befreit. Eine Vorbehandlung der Zellen mit Pepsin, wobei das M-Protein entfernt wird, nicht aber die Filamente, führt dagegen nur bei einigen Stämmen zu einer verminderten Adhärenz. Die Behandlung der HEp-2 Zellen mit Lipoteichonsäure blockiert gleichfalls die Adhärenz mit quantitativen stammabhängigen Unterschieden. Die Analyse der Unterschiede in den Adhärenzparametern mehrerer Streptokokkenstämme läßt den Schluß zu, daß wenigstens zwei Zellwandkomponenten an der Adhärenz der Streptokokkenzellen an HEp-2 Zellen beteiligt sind: das M-Protein und Lipoteichonsäure.