Abstract IgG molecules are essential players in the human immune response against bacterial infections. An important effector of IgG-dependent immunity is the induction of complement activation, a reaction that triggers a variety of responses that help to kill bacteria. Antibody-dependent complement activation is promoted by the organization of target-bound IgGs into hexamers that are held together via noncovalent Fc-Fc interactions. Here we show that Staphylococcal protein A (SpA), an important virulence factor and vaccine candidate of Staphylococcus aureus , effectively blocks IgG hexamerization and subsequent complement activation. Using native mass spectrometry and high-speed atomic force microscopy, we demonstrate that SpA blocks IgG hexamerization through competitive binding to the Fc-Fc interaction interface on IgG monomers. In concordance, we show that SpA interferes with the formation of (IgG) 6 :C1q complexes and prevents downstream complement activation on the surface of S. aureus. Lastly, we demonstrate that IgG3 antibodies against S. aureus can potently induce complement activation even in the presence of SpA. Altogether, this study identifies SpA as an immune evasion protein that specifically blocks IgG hexamerization.

Abstract Immunoglobulin G molecules are crucial for the human immune response against bacterial infections. IgGs can trigger phagocytosis by innate immune cells, like neutrophils. To do so, IgGs should bind to the bacterial surface via their variable Fab regions and interact with Fcγ receptors (FcγRs) and complement C1 via the constant Fc domain. C1 binding to IgG-labeled bacteria activates the complement cascade, which results in bacterial decoration with C3-derived molecules that are recognized by complement receptors (CRs) on neutrophils. Next to FcγRs and CRs on the membrane, neutrophils also express the intracellular neonatal Fc receptor (FcRn). We previously reported that staphylococcal protein A (SpA), a key immune evasion protein of Staphylococcus aureus , potently blocks IgG-mediated complement activation and killing of S. aureus by interfering with IgG hexamer formation. SpA is also known to block IgG-mediated phagocytosis in absence of complement but the mechanism behind it remains unclear. Here we demonstrate that SpA blocks IgG-mediated phagocytosis and killing of S. aureus through inhibition of the interaction of IgGs with FcγRs (FcγRIIa and FcγRIIIb, but not FcγRI) and FcRn. Furthermore, our data show that multiple SpA domains are needed to effectively block IgG1-mediated phagocytosis. This provides a rationale for the fact that SpA from S. aureus contains four to five repeats. Taken together, our study elucidates the molecular mechanism by which SpA blocks IgG-mediated phagocytosis and supports the idea that next to FcγRs, also the intracellular FcRn receptor is essential for efficient phagocytosis and killing of bacteria by neutrophils.