PLY tiene múltiples funciones para mejorar la virulencia neumocócica en la patogénesis temprana de la infección neumocócica invasiva. PLY es la toxina formadora de poros más importante y puede destruir el tejido epitelial que constituye la barrera mecánica del tracto respiratorio. PLY puede alterar el mecanismo de eliminación ciliar del tracto respiratorio inferior proximal y promover la adhesión de neumococos a los espacios de células epiteliales bronquiales dañados, promoviendo así la entrada de bacterias en proliferación en el tracto respiratorio inferior.
PLY también puede dañar la barrera vascular de las células ciliadas alveolares en el tracto respiratorio inferior. PLY es tóxico tanto para las células epiteliales alveolares como para las células intrapulmonares in vitro y altera la barrera alveolar-capilar en pulmones perfundidos aislados. Por lo tanto, PLY puede causar directamente congestión alveolar, proporcionar los nutrientes necesarios para las bacterias e inhibir las células inmunes entre los alvéolos. Además, PLY puede permitir que los neumococos penetren en el epitelio y entren en el intersticio pulmonar, promoviendo así la difusión a la sangre.
PLY también promueve la proliferación bacteriana en los pulmones y ingresa al torrente sanguíneo al alterar la inflamación del huésped y las defensas inmunes. PLY puede inhibir la función de los macrófagos y las células inmunes a través de efectos tóxicos directos sobre estas células. Además, PLY también puede activar directamente el complemento humano para proteger a las bacterias de la opsonofagocitosis mediada por el complemento. PLY purificado puede reducir significativamente la respuesta inflamatoria inducida en modelos de pulmón de rata y córnea de conejo combinando IgGFC con una región estructural diferente de la región citotóxica de PLY y activando la región mediante mutagénesis dirigida al sitio reduciendo la liberación de C5a y C3a. Aunque la activación del complemento por PLY puede estimular respuestas inflamatorias, también puede alterar la opsonofagocitosis mediada por el complemento. El suero tratado con PLY recombinante purificado reduce la opsonofagocitosis de neumococos dependiente del complemento in vitro. Por lo tanto, PLY es una toxina multifuncional que favorece la proliferación y propagación bacteriana al alterar las barreras tisulares y cambiar el equilibrio de la respuesta inmune del huésped, mejorando así la supervivencia de los neumococos durante la infección.
PLY puede desempeñar un papel en la patogénesis temprana de la neumonía neumocócica invasiva al promover el crecimiento bacteriano en los pulmones y la invasión de la sangre. PLY tiene importantes actividades citolíticas (hemólisis) y de activación del complemento (complemento). Para determinar el papel específico que desempeñan las propiedades hemolíticas y del complemento de PLY en la patogénesis de la neumonía neumocócica, Rubins et al. compararon los efectos in vivo de mutantes neumocócicos tipo 2 que producen PLY que carecen de estas actividades. La falta de hemólisis y actividad del complemento en PLY hace que la cepa mutante sea menos virulenta que la cepa natural durante la infección pulmonar. La actividad hemolítica de PLY se asoció con daño pulmonar agudo y crecimiento bacteriano a las 3 y 6 horas después de la instilación intratraqueal. La actividad del complemento de PLY se asoció con el crecimiento bacteriano y la bacteriemia 24 horas después de la infección pulmonar. En las primeras etapas de la infección pulmonar, la actividad del complemento de PLY no estaba relacionada con el grado de daño alveolar-capilar ni con el reclutamiento de leucocitos. Sin embargo, en el ensayo de destrucción de neutrófilos dependiente del complemento in vitro, la actividad del complemento de PLY inhibió el efecto de destrucción de los leucocitos en bacterias mutantes. Por lo tanto, las actividades hemolíticas y del complemento de PLY desempeñan funciones especiales en la patogénesis temprana de la neumonía neumocócica a través de diferentes mecanismos en diferentes etapas de la infección.