Salmonella Enteritidis Infection Slows Steroidogenesis and Impedes Cell Growth in Hen Granulosa Cells

SUMMARY Infection by Salmonella Enteritidis (SE) causes decreased egg production in laying hens. Immunoresponse, steroidogenesis, and cell proliferation by chicken granulosa cells (cGCs) are of particular interest because these changes are involved in follicular growth, atresia, and ovulation. To elucidate the possible mechanisms underlying these changes, transcriptional alterations in cGCs at distinct stages of follicular maturity were studied. Luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH) were applied to the cGCs isolated from hierarchical and prehierarchical follicles, respectively, to imitate the effects of gonadotropin during in vitro SE infection. Results showed that the expression of Toll-like receptor 15 was dependent on the follicular maturity, with mature cells having a more significant and progressively stronger immunoresponse. Attenuated responses to LH and FSH as well as retardant steroidogenesis due to down-regulated LH receptor, FSH receptor, and the P450 side-chain cleavage system were observed and may have led to delayed hierarchical follicular growth. Deteriorated cell viability of prehierarchical follicles may occur, as the proliferation of stimulator heparin-binding epidermal growth factor was reduced significantly. Furthermore, the infection led to a higher probability of cGCs from the smaller follicles undergoing apoptosis than those from F1 follicles. Collectively, the data provide evidence of a tendency toward pathogen elimination in F1 follicles by induction of a strong immune response and cell apoptosis in smaller follicles to avoid bacterial transovarian infection. It is our speculation that slowed steroidogenesis and impeded follicular growth may play essential roles in decreased ovulation rate as well as further decreased egg production during SE infection. RESUMEN La infección por Salmonella Enteritidis retarda la esteroidogénesis e impide el crecimiento celular de las células de la granulosa en la gallina. La infección por Salmonella Enteritidis (SE) causa una disminución de la producción de huevo en gallinas de postura. La respuesta inmune, la esteroidogénesis, y la proliferación celular de las células de la granulosa de la gallina (cGCs) son de particular interés debido a que estos cambios están implicados en el crecimiento folicular, la atresia y la ovulación. Para dilucidar los posibles mecanismos subyacentes a estos cambios, se estudiaron las alteraciones transcripcionales en las células de la granulosa en distintas etapas de la maduración folicular. Se aplicaron la hormona luteinizante (LH) y la hormona folículo estimulante (FSH) a células de la granulosa aisladas de folículos jerárquicos y pre-jerárquicos, respectivamente, para imitar los efectos de la gonadotropina durante la infección por S. Enteritidis in vitro. Los resultados mostraron que la expresión de los receptores del tipo Toll 15 era dependiente de la madurez folicular, siendo las células maduras las que mostraron un respuesta inmune más significativa y progresivamente más fuerte. Las respuestas atenuadas a LH y FSH, así como la esteroidogénesis retardada debido a regulación a la baja de los receptores para LH, para FSH y para el sistema de escisión de la cadena lateral del P450 pudieron haber dado lugar al retraso en el crecimiento folicular jerárquico. Pudo haber ocurrido deterioro en la viabilidad celular de los folículos pre-jerárquicos tan pronto como se redujo significativamente la proliferación del factor de crecimiento epidérmico de unión a la heparina. Además, la infección condujo a una mayor probabilidad de las células de la granulosa de los folículos más pequeños a sufrir apoptosis en comparación con las células de los folículos F1. Colectivamente, los datos proporcionan evidencia de una tendencia hacia la eliminación de patógenos en los folículos F1 por la inducción de una fuerte respuesta inmune y de apoptosis celular en los folículos más pequeños para evitar la infección transovárica bacteriana. Es nuestra especulación que la esteroidogénesis retardada y el crecimiento folicular impedido pueden desempeñar un papel esencial en la disminución de la tasa de ovulación, así como la disminución en la producción de huevos durante la infección por S. Enteritidis.