PESQUISA VETERINÁRIA BRASILEIRA

Abstract in English:

Acinetobacter spp. is emerging as an important human and veterinary pathogen, mostly due to intrinsic and acquired resistance to antimicrobials. Despite its public health relevance, little is known about the prevalence, role of different Acinetobacter species and antimicrobial resistance profile of animal-origin isolates. Traditional phenotypic tests may fail to discriminate Acinetobacter species, therefore molecular analyses are often required as a complementary approach. The objectives of this study were to evaluate the occurrence of strains of the Acinetobacter calcoaceticus-Acinetobacter baumannii (Acb) complex isolated from animal infections including urinary tract infections, otitis, piodermitis and pododermatitis, and its resistance profile against different antimicrobial classes, including carbapenems. All Gram-negative coccobacilli isolates were characterized by MALDI-TOF and multiplex PCR, and the disk diffusion test was used to investigate multi-drug resistance (MDR) and carbapenem resistance genes by PCR as preconized by the standard guidelines. MALDI-TOF technique identified 21 strains belonging to the Acb complex (10 A. pittii, 8 A. baumannii, 3 A. nosocomialis, 1 A. ursingii, and 1 A. venetianus). Multiplex PCR confirmed the results of MALDI-TOF for 20 strains. Eight strains (34.78%) were classified as MDR, being 50% (4/8) A. baumannii, 37.5% (3/8) A. pittii, and 12.5% (1/8) A. nosocomialis. None of the isolates presented phenotypic carbapenemase production. Considering the carbapenem resistance genes, 26.09% (6/23) of the isolates presented one or more carbapenemase genes. From these, 50% (3/6) presented only blaVIM, 33.33% (2/6) presented only blaIMP, and 16.67% (1/6) presented blaIMP e blaVIM, simultaneously. These genes were detected among A. pittii isolates mostly (66.67%, 4/6). This study provides further insights into the occurrence and resistance profile of Acinetobacter of animal origin.

• Acinetobacter complex antimicrobial resistance carbapenemase production

Abstract in Portuguese:

Acinetobacter spp. está emergindo como um importante patógeno humano e veterinário, principalmente devido à resistência intrínseca e adquirida aos antimicrobianos. Apesar de sua relevância para a saúde pública, pouco se sabe sobre a prevalência, o papel das diferentes espécies de Acinetobacter e o perfil de resistência antimicrobiana de isolados de origem animal. Testes fenotípicos tradicionais podem falhar em discriminar espécies de Acinetobacter, portanto, análises moleculares são frequentemente necessárias como uma abordagem complementar. Os objetivos deste estudo foram avaliar a ocorrência de cepas do complexo Acinetobacter calcoaceticus-Acinetobacter baumannii (Acb) isolados de infecções de animais, incluindo infecções do trato urinário, otite, piodermite e pododermatite, e seu perfil de resistência a diferentes classes de antimicrobianos, incluindo os carbapenêmicos. Todas as cepas cocobacilos Gram-negativas foram caracterizados por MALDI-TOF e PCR multiplex, e o teste de difusão em disco foi usado para investigar genes de resistência a múltiplas drogas (MDR) e resistência a carbapenêmicos por PCR conforme preconizado pelas diretrizes padrão. A técnica MALDI-TOF identificou 21 cepas pertencentes ao complexo Acb (10 A. pittii, 8 A. baumannii, 3 A. nosocomialis, 1 A. ursingii e 1 A. venetianus). Multiplex PCR confirmou os resultados de MALDI-TOF para 20 cepas. Oito cepas (34.78%) foram classificadas como MDR, sendo 50% (4/8) A. baumannii, 37.5% (3/8) A. pittii e 12.5% (1/8) A. nosocomialis. Nenhum dos isolados apresentou produção fenotípica de carbapenemases. Considerando os genes de resistência a carbapenemas, 26.09% (6/23) dos isolados apresentaram um ou mais genes de carbapenemases. Destes, 50% (3/6) apresentaram apenas blaVIM, 33.33% (2/6) apresentaram apenas blaIMP e 16.67% (1/6) apresentaram blaIMP e blaVIM, simultaneamente. Esses genes foram detectados principalmente entre os isolados de A. pittii (66.67%, 4/6). Este estudo fornece mais informações sobre a ocorrência e perfil de resistência de Acinetobacter de origem animal.

• Complexo Acinetobacter resistência antimicrobiana produção de carbapenemase

Abstract in English:

Mastitis occupies a prominent place among the diseases that affect dairy herds due to economic problems and public health. Staphylococcus spp. are infectious agents more involved in the etiology of caprine mastites, especially coagulase-negative Staphylococcus. Nineteen isolates of Staphylococcus spp. were obtained from subclinical caprine mastitis. All isolates were characterized by MALDI-TOF MS, being 47.36% (9/19) identified for S. epidermidis, 15.78% (3/19) for S. warneri, 10.52% (2/19) for S. aureus and S. caprae and 5.26% (1/19) for S. lugdunensis, S. simulans, and S. cohnii. All isolates characterized by MALDI-TOF were subjected a to polymerase chain reaction (PCR) for the 16S rRNA gene of Staphylococcus spp. to confirm the gender. After determining the species, tests for phenotypic detection of resistance to beta-lactams were carried out simple disk diffusion oxacillin, cefoxitin, penicillin G and amoxicillin + clavulanic acid, agar “screen” oxacillin and microdilution (MIC) cefoxitin. The disk diffusion test showed a strength of 58% (11/19) for penicillin G, 26.31% (5/19) for cefoxitin and 26.31% (5/19) for oxacillin. All strains were susceptible to amoxicillin + clavulanic acid and agar “screen” oxacillin. In the MIC, 63.15% (12/19) of the samples were cefoxitin resistant (MIC >4.0µg/ml). Then isolates were subjected to detection of the mecA resistance genes and regulators (mecl and mecRI), mecC and blaZ. Two samples of Staphylococcus epidermidis had the mecA gene. All isolates were negative for the mecA gene variant, mecl, mecRI, mecC and blaZ. These findings reinforce the importance of this group of microorganisms in the etiology of subclinical mastitis in goats and open perspectives for future research to investigate the epidemiology of the disease.

• Proteomics Staphylococcus spp. goat mastitis resistance beta-lactamics

Abstract in Portuguese:

A mastite ocupa lugar de destaque entre as doenças que acometem o rebanho leiteiro, em virtude de problemas econômicos e de saúde pública. Staphylococcus spp. são os agentes infecciosos mais envolvidos na etiologia das mastites caprinas, principalmente Staphylococcus coagulase negativo. Dezenove isolados de Staphylococcus spp. foram obtidos a partir de mastite caprina subclínica. Todos os isolados foram caracterizados por MALDI-TOF MS, sendo 47,36% (9/19) identificadas como S. epidermidis, 15,78%(3/19) como S. warneri, 10,52% (2/19) como S. caprae e S. aureus e 5,26% (1/19) tanto para S. lugdunensis, como para S. simulans e S. cohnii. Todos os isolados caracterizados pelo MALDI-TOF foram submetidos a reação em cadeia da polimerase (PCR) para o gene 16rRNA de Staphylococcus spp. para a confirmação do gênero. Após a determinação da espécie, foram realizadas as provas para a detecção fenotípica de resistência aos beta-lactâmicos: difusão em disco simples de oxacilina, cefoxitina, penicilina G e amoxacilina +ácido clavulânico, ágar “screen” de oxacilina e microdiluição em caldo (MIC) de cefoxitina. O teste de difusão em disco demonstrou resistência de 58% (11/19) para penicilina G, 26,31% (5/19) para cefoxitina e 26,31% (5/19) para oxacilina. Todas as amostras foram sensíveis a amoxicilina + ácido clavulânico e ao ágar “screen” de oxacilina. Pelo MIC, 63,15% (12/19) das amostras foram resistentes a cefoxitina (MIC >4,0µg/ml). Em seguida os isolados foram submetidos a detecção dos genes de resistência mecA e seus reguladores (mecl e mecRI), mecC e blaZ. Duas amostras de S. epidermidis apresentaram o gene mecA. Todos os isolados foram negativos para a variante do gene mecA, mecl, mecRI, mecC e blaZ. Tais achados reforçam a importância deste grupo de microrganismos na etiologia da mastite subclínica em caprinos e abre perspectivas para futuras pesquisas para a investigação da epidemiologia da doença.

• Proteômica Staphylococcus spp. mastite caprinos resistência a beta-lactâmicos

Abstract in English:

Staphylococcus spp. plays a significant role in the etiology of bovine mastitis. Staphylococcus aureus is considered the most important species due to the high prevalence and the difficulty of in vivo treatment that is related to the expression of virulence factors and biofilm formation. This study aimed to detect the phenotypic expression of the biofilm formation in 20 S. aureus isolated from bovine mastitis and to evaluate the expression and regulation of genes involved in its production. MALDI-TOF and phenogenotypic identification assays were performed to characterize the isolates. The phenotypic biofilm production and the presence of icaA and icaD and bap genes were evaluated. The Agr system was typified (agr I, agr II, agr III and agr IV) and its regulator (agr RNAIII) was detected. Furtherly, Real-time PCR (qPCR) was performed at chosen times to quantify the expression of icaA, icaD and hld genes in three selected isolates. All 20 strains were biofilm producers and most presented icaA and icaD genes. Only one isolate presented the bap gene. The agr gene type II showed a prevalence of 70%. Transcriptional analysis revealed increased expression of ica genes at eight hours of growth. These results confirm that polysaccharides production mediated by the icaADBC operon genes is an essential mechanism to the biofilm formation and contributes to the early stages of bacterial growth.

• Gene biofilm Staphylococcus aureus bovine subclinical mastitis bovine icaA icaD hld Agr types

Abstract in Portuguese:

Staphylococcus spp. desempenham um papel significativo na etiologia da mastite bovina. Staphylococcus aureus é considerada a espécie mais importante devido a alta prevalência e a dificuldade de tratamento in vivo que está relacionado à expressão dos fatores de virulência e formação de biofilme. Este estudo teve como objetivo detectar a expressão fenotípica da formação de biofilme em 20 cepas de S. aureus isoladas de mastite bovina e avaliar a expressão e regulação de genes envolvidos em sua produção. MALDI-TOF e ensaios de identificação fenogenotípica foram realizados para caracterizar os isolados. A produção fenotípica de biofilme e a presença dos genes icaA, icaD e bap foram avaliadas. O sistema Agr foi tipificado (agr I, agr II, agr III e agr IV) e seu regulador (agr RNAIII) foi detectado. Além disso, a PCR em tempo real (qPCR) foi realizada nos tempos determinados para quantificar a expressão dos genes icaA, icaD e hld em três isolados selecionados. Todas as 20 linhagens foram produtoras de biofilme e a maioria apresentava os genes icaA e icaD. Apenas um isolado apresentou o gene bap. O gene agr do tipo II mostrou uma prevalência de 70%. A análise transcricional revelou aumento da expressão de genes ica às oito horas de crescimento. Estes resultados confirmam que a produção de polissacarídeos mediada pelos genes do operon icaADBC é um mecanismo essencial para a formação do biofilme e contribui para os estágios iniciais do crescimento bacteriano.

• Gene biofilme Staphylococcus aureus mastite subclínica bovina bovinos icaA icaD hld tipos de Agr

Abstract in English:

ABSTRACT.- Mendonça E.C.L., Marques V.F., Melo D.A., Alencar T.A., Coelho I.S., Coelho S.M.O. & Souza M.M.S. 2012. [Phenogenotypical characterization of antimicrobial resistance in Staphylococcus spp. isolated from bovine mastitis as a subsidy for the implementation of control measures.] Caracterização fenogenotípica da resistência antimicrobiana em Staphylococcus spp. isolados de mastite bovina como subsídio para implementação de medidas de controle. Pesquisa Veterinária Brasileira 32(9):859-864. Departamento de Microbiologia e Imunologia Veterinária, Instituto de Veterinária, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ 23890-000, Brazil. E-mail: miliane@ufrrj.br The use of antibiotic in the control of intramammary infections and in the elimination of its possible sources in dairy farms is an important control measure. However, the inappropriate use of antibiotics can result in the appearance of resistant strains and compromise the efficiency of the treatment. Besides Staphylococcus spp. are among the main pathogens of bovine mastitis, they are often resistant to antibiotics, especially beta-lactamics, mainly by two distinct mechanisms: the production of extracellular enzyme beta-lactamase, encoded by the blaZ gene, and production of PBP2a or PBP2’ a penicillin-binding protein with low affinity, encoded by the mecA gene. The expression of mecA gene is constitutive or induced by beta-lactamic antibiotics, such as oxacillin and cefoxitin. The mecA gene is inserted into the chromosome through a staphylococcal mobile genetic element, called staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec). The present study evaluated the phenogenotypical resistance profile to beta-lactam antibiotics of 250 Staphylococcus spp isolates, using oxacillin and cefoxitin as markers in order to produce data to the knowledge of resistance in dairy farms located in the South-Fluminense and the Metropolitan regions of the State of Rio de Janeiro to support the implementation of measures to control this disease. The assessment of resistance was made through 8 different phenotypic tests and yielded 54 profiles. Disk diffusion and agar screen with oxacillin were used as “gold standard” for the calculation of sensitivity, specificity and prediction once they are recommended by the CLSI veterinarian as standardized tests. Disk diffusion with cefoxitin achieved the best performance in the prediction of oxacillin resistance. Genotypic detection of mecA do not provided any positive isolate, otherwise mecI and mecRI genes were also detected in 11.6% (29/250) of the studied Staphylococcus spp. Four cassette mec types were detected (I, II, III and IV), being type I the most disseminated one. Gene blaZ was detected in 5.2% (13/250) isolates. From these 13 blaZ positive isolates, the whole system comprising blaR1-blaI-blaZ was detected in 23.1% (3/13) isolates.

• Mastitis Staphylococcus spp. Mastite bovina

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Mendonça E.C.L., Marques V.F., Melo D.A., Alencar T.A., Coelho I.S., Coelho S.M.O. & Souza M.M.S. 2012. [Phenogenotypical characterization of antimicrobial resistance in Staphylococcus spp. isolated from bovine mastitis as a subsidy for the implementation of control measures.] Caracterização fenogenotípica da resistência antimicrobiana em Staphylococcus spp. isolados de mastite bovina como subsídio para implementação de medidas de controle. Pesquisa Veterinária Brasileira 32(9):859-864. Departamento de Microbiologia e Imunologia Veterinária, Instituto de Veterinária, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ 23890-000, Brazil. E-mail: miliane@ufrrj.br A utilização de antibióticos no controle das infecções intramamárias e na eliminação de prováveis fontes de infecção nas fazendas leiteiras se constitui em importante medida de controle. No entanto, o uso inadequado de antibióticos no tratamento da doença pode selecionar cepas resistentes e comprometer a eficiência do tratamento. Bactérias do gênero Staphylococcus spp. estão entre os principais agentes etiológicos da mastite bovina e são freqüentemente resistentes aos antimicrobianos, em especial aos beta-lactâmicos, principalmente por dois mecanismos distintos: a produção da enzima extracelular beta-lactamase, codificada pelo gene blaZ, e a produção de PBP2a ou PBP2´, uma proteína ligante de penicilina de baixa afinidade, codificada pelo gene mecA. A expressão do gene mecA é constitutiva ou induzida por antibióticos betalactâmicos, como a oxacilina e cefoxitina. O gene mecA está inserido no cromossomo através de um elemento genético móvel, denominado cassete estafilocócico cromossômico mec (SCCmec). O presente estudo avaliou o perfil fenogenotípico de resistência aos beta-lactâmicos em 250 isolados de Staphylococcus spp., utilizando os marcadores oxacilina e cefoxitina, de modo a produzir dados que possam contribuir para o conhecimento da resistência antimicrobiana em algumas propriedades leiteiras das regiões Sul-Fluminense e Metropolitana do Estado do Rio de Janeiro com o objetivo de subsidiar a implementação de medidas de controle dessa enfermidade. A avaliação da resistência foi feita a partir de 8 diferentes testes fenotípicos, sendo obtidos 54 perfis. Os testes de difusão em disco simples e ágar screen com oxacilina foram utilizados como “padrão ouro” para os cálculos dos valores de sensibilidade, especificidade e predição por serem preconizados pelo CLSI veterinário. O teste de difusão em disco simples com cefoxitina foi o de melhor desempenho na predição da resistência a oxacilina. Na avaliação genotípica, não foi detectado qualquer isolado positivo para o gene mecA, já os genes mecI e mecRI foram detectados igualmente em 11,6% (29/250) dos Staphylococcus spp. avaliados. Foram detectados os quatro tipos de cassete mec analisados (I, II, III e IV), sendo o tipo I o que teve mais ampla distribuição entre as regiões estudadas. Gene blaZ foi detectado em 5,2% (13/250) dos isolados, sendo que nestes, todo o sistema blaZ-blaI- blaR1 foi detectado em 23,1% (3/13) dos isolados.