Abstract Free-living amoebae might represent an evolutionary niche. In order to get more insights into the potential amoebal training ground for Mycobacterium abscessus , we characterized its full transcriptome in amoeba (Ac) and macrophages (Mφ), as well as the Mycobacterium chelonae intra-Ac transcriptome for comparison. Up-regulated genes in Ac allowed M. abscessus to resist environmental stress and induce defense mechanisms, as well as showing switch from carbohydrate carbon sources to fatty acid metabolism. Eleven genes implicated in the adaptation to intracellular stress, were mutated, with all but one confirmed to be involved in M. abscessus intra-Mφ survival. Cloning two of these genes in M. chelonae increased its intra-Mφ survival. One mutant was particularly attenuated in Mφ that corresponded to the deletion of an Eis N-acetyl transferase protein ( MAB_4532c ). Taken together, M. abscessus transcriptomes revealed the intracellular lifestyle of the mycobacteria, with Ac largely contributing to the enhancement of M. abscessus intra-Mφ survival.

Abstract Overactive inflammation is directly correlated with airway damage and early death in individuals with cystic fibrosis (CF), a genetic disorder caused by mutation in the CFTR gene. Reducing the impact of inflammatory damage is therefore a major concern in CF. Several studies indicate that a decrease in the nuclear factor erythroid 2-related factor-2 (NRF2) signaling in people with CF may hamper their ability to alleviate oxidative stress and inflammation, although the role of NRF2 in CF inflammatory damage has not been determined. Therefore, we examined whether the phytochemical curcumin, an activator of NRF2, might provide a beneficial effect in the context of CF. Herein, combining Cftr -depleted zebrafish larvae as innovative biomedical model with CF patient-derived airway organoids (AOs), we sought to understand how NRF2 dysfunction leads to abnormal inflammatory status and impaired tissue remodeling, and determine the effects of curcumin in reducing inflammation and tissue damage in CF. We demonstrate that NFR2 is instrumental in efficiently regulating inflammatory and repair processes in vivo , thereby preventing acute neutrophilic inflammation and tissue damage. Importantly, curcumin treatment restores NRF2 activity in both CF zebrafish and AOs. Curcumin reduces neutrophilic inflammation in CF context, by rebalancing the production of epithelial ROS and pro-inflammatory cytokines. Furthermore, curcumin alleviates CF-associated tissue remodeling and allows tissue repair to occur. Our findings demonstrate that curcumin reduces inflammatory damage by restoring normal NRF2 activity, since disruption of Nrf2 pathway abrogated the effect of treatment in CF zebrafish. This work highlights the protective role of NRF2 in limiting inflammation and injury, and show that therapeutic strategies to normalize NRF2 activity using curcumin might simultaneously reduce inflammation and enhance tissue repair, and thus prevent infectious and inflammatory lung damage in CF.

ABSTRACT Mycobacterium abscessus is a non-tuberculous mycobacterium, causing lung infections in cystic fibrosis patients. During pulmonary infection, M. abscessus switches from smooth (Mabs-S) to rough (Mabs-R) morphotypes, the latter being hyper-virulent. Previously, we isolated the lsr2 gene as differentially expressed during S-to-R transition. lsr2 encodes a pleiotropic transcription factor that falls under the superfamily of nucleoid-associated proteins (NAPs). Here, we used two functional genomics methods, RNA-seq and ChIP-seq, to elucidate the molecular role of Lsr2 in the pathobiology of M. abscessus . Transcriptomic analysis shows that Lsr2 differentially regulates gene expression across both morphotypes, most of which are involved in several key cellular processes of M. abscessus , including host adaptation and antibiotic resistance. These results were confirmed through RT-qPCR, as well as by minimum inhibitory concentration (MIC) tests and infection tests on macrophages in the presence of antibiotics. ChIP-seq analysis revealed that Lsr2 extensively binds the M. abscessus genome at AT-rich sequences and appears to form long domains that participate in the repression of its target genes. Unexpectedly, the genomic distribution of Lsr2 revealed no distinctions between Mabs-S and Mabs-R, implying more intricate mechanisms at play for achieving target selectivity. IMPORTANCE Lsr2 is a crucial transcription factor and chromosome organizer involved in intracellular growth and virulence in the smooth and rough morphotypes of Mycobacterium abscessus (Mabs). Using RNA-seq and ChIP-seq, we investigated the molecular role of Lsr2 in gene expression regulation along with its distribution on Mabs genome. Our study demonstrates the pleiotropic regulatory role of Lsr2, regulating the expression of many genes coordinating essential cellular and molecular processes in both morphotypes. In addition, we have elucidated the role of Lsr2 in antibiotic resistance both in vitro and in vivo , where lsr2 mutant strains display heightened sensitivity to antibiotics. Through ChIP-seq, we reported the widespread distribution of Lsr2 on Mabs genome, revealing a direct repressive effect due to its extensive binding on promoters or coding sequences of its targets. This study unveils the significant regulatory role of Lsr2, intricately intertwined with its function in shaping the organization of the Mabs genome.

ABSTRACT Blood-culture bottles (BCBs) are widely used to improve the diagnosis of orthopedic device-related infections. Data is scarce on the growth of Cutibacterium acnes and its genotypes in BCBs under real-life clinical conditions. We studied 39 cases of revision arthroplasty for which at least one intraoperative sample yielded a pure C. acnes culture from anaerobic BCBs (BD Bactec Lytic/10 Anaerobic/F [Lytic Ana]) and/or solid media. Genotyping of C. acnes isolates from the 39 cases allowed: i) the identification of 49 non-redundant isolates belonging to four clonal complexes (CCs): CC18, CC28, CC36, and CC53 and ii) the determination of infectant and contaminant strains. Under real-life clinical conditions, Lytic Ana alone was more often positive for contaminants than infectant strains (18/36 [50%] versus 2/13 [15.4%]; p = 0.047). The time to detection (TTD) values in Lytic Ana were shorter for CC53 than other CCs (mean [SD] TTD: 77 [15] versus 165 [71] hours; p = 0.02). CC53 was confirmed to grow faster than other CCs by studying an enlarged panel of 70 genotyped C. acnes strains inoculated in vitro into Lytic Ana vials (mean [SD] TTD: 73 [13] versus 122 [50] hours; p < 0.001). The use of Lytic Ana BCBs in orthopedics increases the recovery rate of C. acnes but leads to the isolation of proportionally more contaminants than true infectant strains. TTD values are much shorter for CC53 strains, irrespective of their being infectant or contaminant. TTD does not solely reflect the bacterial load of samples but also clonal complex-related traits.

Abstract Persistent neutrophilic inflammation associated with chronic pulmonary infection causes progressive lung injury and eventually death in individuals with cystic fibrosis (CF), a genetic disease caused by bi-allelic mutations in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene. We therefore examined whether Roscovitine, a cyclin-dependent kinase inhibitor that (in other conditions) reduces inflammation while promoting host defence, might provide a beneficial effect in the context of CF. Herein, using CFTR-depleted zebrafish larvae as an innovative vertebrate model of CF immuno-pathophysiology, combined with murine and human approaches, we sought to determine the effects of Roscovitine on innate immune responses to tissue injury and pathogens in CF condition. We show that Roscovitine exerts anti-inflammatory and pro-resolution effects in neutrophilic inflammation induced by infection or tail amputation in zebrafish. Roscovitine reduces overactive epithelial ROS-mediated neutrophil trafficking, by reducing DUOX2/NADPH-oxidase activity, and accelerates inflammation resolution by inducing neutrophil apoptosis and reverse migration. Importantly, while Roscovitine efficiently enhances intracellular bacterial killing of Mycobacterium abscessus in human CF macrophages ex vivo , we found that treatment with Roscovitine results in worse infection in mouse and zebrafish models. By interfering with DUOX2/NADPH oxidase-dependent ROS production, Roscovitine reduces the number of neutrophils at infection sites, and consequently compromises granuloma formation and maintenance, favouring extracellular multiplication of M. abscessus and more severe infection. Our findings bring important new understanding of the immune-targeted action of Roscovitine and have significant therapeutic implications for safety targeting inflammation in CF.