EH
Elisabeth Hjortswang
Author with expertise in Global Burden of Group A Streptococcal Diseases
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(50% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
2
/
i10-index:
0
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Dissecting the properties of circulating IgG against Group A Streptococcus through a combined systems antigenomics-serology workflow

Sounak Chowdhury et al.Jan 1, 2023
Most individuals maintain circulating antibodies against various pathogenic bacteria as a consequence of previous exposures. However, it remains unclear to what extent these antibodies contribute to host protection. This knowledge gap is linked to the need for better methods to characterize antimicrobial polyclonal antibodies, including their antigen and epitope repertoires, subclass distribution, glycosylation status, and effector functions. Here, we showcase a generic mass spectrometry-based strategy that couples systems antigenomics and systems serology to characterize human antibodies directly in clinical samples. The method is based on automated affinity purification workflows coupled to an integrated suite of high-resolution MS-based quantitative, structural- and glyco-proteomics readouts. We focused on Streptococcus pyogenes (Group A Streptococcus; GAS), a major human pathogen still awaiting an approved vaccine. Our methodology reveals that both healthy and GAS infected individuals have circulating Immunoglobulin G (IgG) against a subset of genomically conserved streptococcal proteins, including numerous toxins and virulence factors. The antigen repertoire targeted by these antibodies was relatively constant across healthy individuals, but considerably changed in GAS bacteremia. Detailed analysis of the antigen-specific IgG indicates inter-individual variation regarding titers, subclass distributions, and Fc-signaling capacity, but not in epitope and Fc-glycosylation patterns. Importantly, we show that the IgG subclass has a major impact on the ability of GAS-antibodies to trigger immune signaling, in an antigen- and Fc receptor- specific fashion. Overall, these results uncover exceeding complexity in the properties of GAS-specific IgG, and showcase our methodology as high-throughput and flexible workflow to understand adaptive immune responses to bacterial pathogens.
0

Multi-Modal Mass Spectrometry Identifies a Conserved Protective Epitope in S. pyogenes Streptolysin O

Di Tang et al.Jan 1, 2023
An important element of antibody-guided vaccine design is the use of neutralizing/opsonic monoclonal antibodies to define protective epitopes in their native three-dimensional conformation. Here, we demonstrate a multi-modal mass spectrometry-based strategy for in-depth characterization of antigen-antibody complexes to enable the identification of protective epitopes using the cytolytic exotoxin Streptolysin O (SLO) from Streptococcus pyogenes as a showcase. We first discovered a monoclonal antibody with an undisclosed sequence capable of neutralizing SLO-mediated cytolysis. The amino acid sequence of both the antibody light and the heavy chain was determined using mass spectrometry-based de novo sequencing, followed by chemical crosslinking mass spectrometry to generate distance constraints between the antibody fragment antigen-binding region and SLO. Subsequent integrative computational modeling revealed a discontinuous epitope located in Domain 3 of SLO that was experimentally validated by hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry and reverse-engineering of the targeted epitope. The results show that the antibody inhibits SLO-mediated cytolysis by binding to a discontinuous epitope in Domain 3, likely preventing oligomerization and subsequent secondary structure changes critical for pore-formation. The epitope is highly conserved across >98% of the characterized S. pyogenes isolates, making it an attractive target for antibody-based therapy and vaccine design against severe streptococcal infections.
0

Streptolysin O Accelerates the Conversion of Plasminogen to Plasmin

Di Tang et al.May 16, 2024
Abstract Streptococcus pyogenes is a human-specific bacterial pathogen that produces several proteins that exploit the plasminogen (PLG)-plasmin (PLM) fibrinolysis system to dismantle blood clots and to facilitate spread and survival within the host. In this study, we explored the interactions between streptolysin O (SLO), a key cytolytic toxin produced by S. pyogenes , and human plasma proteins using affinity-enrichment mass spectrometry. SLO binds specifically to PLG, and this interaction accelerates the conversion of PLG to PLM by tissue-type plasminogen activator (tPA). To further investigate the molecular detail of the PLG-SLO interaction, we employed hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry combined with targeted cross-linking mass spectrometry, uncovering that SLO binding induces local conformational shifts in PLG. These changes lead to the formation of a stabilized intermediate PLG-SLO complex that becomes significantly more sensitive to proteolytic processing by tPA. Our findings reveal a conserved moonlighting pathomechanistic role for SLO extending beyond the well characterized cytolytic activity. Additionally, the work underscores the diversity of functional proteomics in identifying and clarifying new host-pathogen interactions.