Macrophages inhibit Coxiella burnetii by the ACOD1-itaconate pathway for containment of Q fever.

Autor:	Kohl L; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Siddique MNAA; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Bodendorfer B; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Berger R; Institute of Functional Genomics, University of Regensburg, Regensburg, Germany., Preikschat A; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Daniel C; Department of Nephropathology, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Ölke M; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Liebler-Tenorio E; Institute of Molecular Pathogenesis, Friedrich-Loeffler-Institut, Federal Research Institute for Animal Health, Jena, Germany., Schulze-Luehrmann J; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Mauermeir M; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Yang KT; Department of Medicine 3, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Deutsches Zentrum für Immuntherapie (DZI), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Germany., Hayek I; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Szperlinski M; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Andrack J; Institute of Bacterial Infections and Zoonoses, Friedrich-Loeffler-Institut, Federal Research Institute for Animal Health, Jena, Germany., Schleicher U; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Medical Immunology Campus Erlangen, FAU Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Bozec A; Department of Medicine 3, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Medical Immunology Campus Erlangen, FAU Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Krönke G; Department of Medicine 3, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Medical Immunology Campus Erlangen, FAU Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Murray PJ; Max Planck Institute for Biochemistry, Martinsried, Germany., Wirtz S; Deutsches Zentrum für Immuntherapie (DZI), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Germany.; Medical Immunology Campus Erlangen, FAU Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Department of Medicine 1, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Yamamoto M; Immunology Frontier Research Center, Osaka University, Osaka, Japan., Schatz V; Institute of Clinical Microbiology, University Hospital Regensburg, Regensburg, Germany., Jantsch J; Institute of Clinical Microbiology, University Hospital Regensburg, Regensburg, Germany., Oefner P; Institute of Functional Genomics, University of Regensburg, Regensburg, Germany., Degrandi D; Institute of Medical Microbiology, Heinrich Heine University Düsseldorf, Düsseldorf, Germany., Pfeffer K; Institute of Medical Microbiology, Heinrich Heine University Düsseldorf, Düsseldorf, Germany., Mertens-Scholz K; Institute of Bacterial Infections and Zoonoses, Friedrich-Loeffler-Institut, Federal Research Institute for Animal Health, Jena, Germany., Rauber S; Department of Medicine 3, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Deutsches Zentrum für Immuntherapie (DZI), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, Erlangen, Germany., Bogdan C; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Medical Immunology Campus Erlangen, FAU Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Dettmer K; Institute of Functional Genomics, University of Regensburg, Regensburg, Germany., Lührmann A; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Medical Immunology Campus Erlangen, FAU Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany., Lang R; Mikrobiologisches Institut - Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.; Medical Immunology Campus Erlangen, FAU Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	EMBO molecular medicine [EMBO Mol Med] 2023 Feb 08; Vol. 15 (2), pp. e15931. Date of Electronic Publication: 2022 Dec 07.
DOI:	10.15252/emmm.202215931
Abstrakt:	Infection with the intracellular bacterium Coxiella (C.) burnetii can cause chronic Q fever with severe complications and limited treatment options. Here, we identify the enzyme cis-aconitate decarboxylase 1 (ACOD1 or IRG1) and its product itaconate as protective host immune pathway in Q fever. Infection of mice with C. burnetii induced expression of several anti-microbial candidate genes, including Acod1. In macrophages, Acod1 was essential for restricting C. burnetii replication, while other antimicrobial pathways were dispensable. Intratracheal or intraperitoneal infection of Acod1 -/- mice caused increased C. burnetii burden, weight loss and stronger inflammatory gene expression. Exogenously added itaconate restored pathogen control in Acod1 -/- mouse macrophages and blocked replication in human macrophages. In axenic cultures, itaconate directly inhibited growth of C. burnetii. Finally, treatment of infected Acod1 -/- mice with itaconate efficiently reduced the tissue pathogen load. Thus, ACOD1-derived itaconate is a key factor in the macrophage-mediated defense against C. burnetii and may be exploited for novel therapeutic approaches in chronic Q fever. (© 2022 The Authors. Published under the terms of the CC BY 4.0 license.)
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