Cell surface characteristics and adherence of typeable and non-typeable strains of Streptococcus suis from pig farms in Cuba

Abstract

ABSTRACT: Streptococcus suis infection is considered a major problem in the swine industry. There are 35 known serotypes of S. suis based on the capsular polysaccharides (CPS) on the cell surface. Serotype 2 is the most virulent in pigs and humans. Some S. suis strains do not agglutinate with any of the typing antisera and are identified as non-typable strains, which have generally been viewed as organisms that do not cause important clinical infections. Previous studies have shown differences in the composition and properties of the cell surface among these strains. The aim of this study included the characterization of cell hydrophobicity, ability to adhere to plates, and autolysis over time of typeable and non-typeable strains of S. suis from farms of the Cuban western region.  The non-typeable strains showed a hydrophobic surface and ability of adhesion to plates. In this work, a fragment of atl gene encoding for the most important autolysine in S. suis was detected in serotypes 2, 9 and non-typeable strains. Correlation between cell adherence, hydrophobicity, and autolysis was only detected in two non-typeable strains, indicating that the non-encapsulated strain was more hydrophobic than the encapsulated strain and suggesting a potential ability to form biofilms. The ability to form biofilms is not required for virulence, but it does contribute towards long-term colonization, transmission and difficulties to eradicate these infections. These results indicated that non-typable strains should be considered when implementing measures to control the pathogenesis of the infection with S. suis in Cuban farms.

Key words: Streptococcus suis, hydrophobicity, adherence, autolysine.

Características de la superficie celular y adherencia de cepas tipificables y no tipificables de Streptococcus suis de granjas porcinas en Cuba

RESUMEN: La infección por Streptococcus suis constituye uno de los problemas de mayor importancia en la industria porcina. Existen 35 serotipos de S. suis basados en la presencia de polisacáridos capsulares (cps) sobre la superficie celular. El serotipo 2 es el más virulento para cerdos y humanos. Existen cepas que no aglutinan con algunos de los  antisueros; estas se denominan cepas no tipificables y se consideran sin importancia clínica. Los estudios previos han mostrado diferencia en la composición y en las propiedades de la superficie celular de las cepas tipificables y no tipificables. El objetivo de este estudio incluyó la caracterización de la hidrofobicidad celular, la habilidad de adherirse a placa y la autolisis celular en el tiempo de cepas tipifacables y no tipificables procedentes de granjas de Cuba. Las cepas no tipificadas mostraron una superficie hidrfóbica y una capacidad de adherencia. Se detectó un fragmento del gene atl, que codifica para la más importante autolisina de S. suis, en cepas de los serotipos 2 y 9, así como en cepas no tipificables. La correlación entre hidrofobicidad, adherencia y autolisis celular fue detectada en  dos cepas no tipificables, que indicaron que las mismas presentan una superficie hidrofóbica que puede contribuir a la formación de biopelículas y, de este modo, perpetuar la infección en las granjas. Aunque la producción de biopelículas no es una expresión necesaria para la virulencia, sí contribuye a la colonización a largo plazo, a la transmisión de la infección y a las dificultades para su erradicación. Estos resultados indican que los aislados no tipificables detectados en los laboratorios deben ser considerados cuando se implementan medidas para el control de la patogénesis de la infección por S. suis en granjas de Cuba, como podría ser el uso de antibiótios.

Palabras clave: Streptococcus suis, hidrofobicidad, adherencia, autolisina.