Strain-dependent interactions of Streptococcus suis and Glaesserella parasuis in co-culture

Can J Vet Res. 2023 Oct;87(4):245-253.

Abstract

Streptococcus suis (S. suis) and Glaesserella parasuis (G. parasuis) are ubiquitous colonizers of swine tonsils that can cause systemic disease and death, under undefined conditions. It is not known, however, whether these 2 species interact during initial infection. To investigate whether such interactions occur, the objective of this study was to assess phenotypic differences between mono-and co-cultures of S. suis and G. parasuis when representative strains with different virulence potential were co-cultured in vitro. In cross-streak screening experiments, some G. parasuis (GP) serovar strains (GP3, GP4, GP5) exhibited altered morphology with some S. suis (SS) serovar strains, such as SS2, but not with SS1. Co-culture with GP5 reduced hemolytic activity of SS1, but not of SS2. Although both SS strains outgrew GP isolates in biofilm co-cultures, strain type affected the number of planktonic or sessile cells in co-culture biofilms. Numbers of sessile SS1 increased in co-cultures, but not of GP3. Both planktonic and sessile SS2 increased in co-culture, whereas GP5 decreased. Sessile SS1 increased, but planktonic GP5 decreased in co-culture and planktonic SS2 increased, but sessile GP3 decreased when grown together. The SS2 strain had a competitive advantage over GP3 during mid-exponential co-culture in broth. Streptococcus suis is predicted to use more unique carbon sources, suggesting that S. suis outcompetes G. parasuis in growth and nutrient consumption. This work provides direction for future studies of phenotypic and genotypic interactions between these and other swine tonsil co-colonizers.

Streptococcus suis (S. suis) et Glaesserella parasuis (G. parasuis) sont des colonisateurs omniprésents des amygdales porcines qui peuvent provoquer des maladies systémiques et la mort, dans des conditions non définies. On ne sait pas cependant si ces 2 espèces interagissent lors de l’infection initiale. Pour déterminer si de telles interactions se produisent, l’objectif de cette étude était d’évaluer les différences phénotypiques entre les mono- et cocultures de S. suis et G. parasuis lorsque des souches représentatives ayant un potentiel de virulence différent étaient cocultivées in vitro. Dans les expériences de dépistage par stries croisées, certaines souches des sérotypes de G. parasuis (GP) (GP3, GP4, GP5) présentaient une morphologie altérée avec certaines souches de sérovars de S. suis (SS), telles que SS2, mais pas avec SS1. La coculture avec GP5 a réduit l’activité hémolytique de SS1, mais pas de SS2. Bien que la croissance des deux souches SS ait surpassé celle des isolats de GP dans les cocultures de biofilms, le type de souche a affecté le nombre de cellules planctoniques ou sessiles dans les biofilms de coculture. Le nombre de SS1 sessiles a augmenté dans les cocultures, mais pas de GP3. Les SS2 planctoniques et sessiles ont augmenté en coculture, tandis que GP5 a diminué. La SS1 sessile a augmenté, mais la GP5 planctonique a diminué en coculture et la SS2 planctonique a augmenté, mais la GP3 sessile a diminué lorsqu’elles sont cultivées ensemble. La souche SS2 avait un avantage compétitif sur GP3 lors de la coculture mi-exponentielle en bouillon. On prévoit que S. suis utilise plus des sources de carbone uniques, ce qui suggère que S. suis surpasse G. parasuis en termes de croissance et de consommation de nutriments. Ce travail fournit une orientation pour les études futures des interactions phénotypiques et génotypiques entre ces derniers et d’autres co-colonisateurs des amygdales porcines.(Traduit par Docteur Serge Messier).

MeSH terms

  • Animals
  • Coculture Techniques / veterinary
  • Genotype
  • Serogroup
  • Streptococcal Infections* / veterinary
  • Streptococcus suis* / genetics
  • Swine
  • Swine Diseases*
  • Virulence

Grants and funding

This work was funded by discovery grants to Janet I. MacInnes from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.