Abstract in English:
One of the most important pathogens of bovine mastitis, Staphylococcus aureus, often shows antibiotic resistance due to the widespread use of antibiotics in dairy herds. Here, we analyzed S. aureus isolates recovered from milk samples of mastitis-affected cows from various dairy farms for the presence of specific antibiotic resistance genes (mecA, blaZ, aacA-aphD, tetK, tetM, vanA, cfr, fusB, and ileS). To isolate and identify S. aureus, milk was inoculated onto Baird-Parker agar plates. The thermonuclease gene (nuc) was used for molecular identification of each S. aureus isolate. The chosen resistance genes were found in 14 verified isolates. The blaZ and tetM genes were found in all isolates (100%), whereas the aacA-aphD, mecA, and cfr genes were found in 42.9%, 14.3%, and 7.1% of the isolates, respectively. TetK, vanA, fusB, and ileS genes were not found in any of the isolates. Every isolate carried at least blaZ and tetM, demonstrating the widespread co-carriage of several genes. The findings show that S. aureus from bovine mastitis in this area exhibits broad genotypic resistance to β-lactams and tetracyclines, and emphasize the need for ongoing regional surveillance of resistance determinants.
Abstract in Portuguese:
Staphylococcus aureus, um dos patógenos mais importantes da mastite bovina, frequentemente apresenta resistência aos antibióticos devido ao uso generalizado de antibióticos em rebanhos leiteiros. Analisamos isolados de S. aureus recuperados de amostras de leite de vacas afetadas por mastite de várias fazendas leiteiras para a presença de genes específicos de resistência aos antibióticos (mecA, blaZ, aacA-aphD, tetK, tetM, vanA, cfr, fusB, e ileS). Para isolar e identificar S. aureus, o leite foi inoculado em placas de ágar Baird-Parker. O gene termonuclease (nuc) foi usado para a identificação molecular de cada isolado de S. aureus. Os genes de resistência escolhidos foram encontrados em 14 isolados verificados. Os genes blaZ e tetM foram encontrados em todos os isolados (100%), enquanto os genes aacA-aphD, mecA e cfr foram encontrados em 42,9%, 14,3% e 7,1% dos isolados, respectivamente. Os genes TetK, vanA, fusB e ileS não foram encontrados em nenhum dos isolados. Todos os isolados carregavam pelo menos blaZ e tetM, demonstrando o transporte conjunto generalizado de vários genes. Os resultados mostram que S. aureus da mastite bovina nesta região tem ampla resistência genotípica aos β-lactâmicos e tetraciclinas, e enfatizam a necessidade de vigilância regional contínua dos determinantes de resistência
Abstract in English:
Bovine mastitis is the most common infectious disease in dairy herds and causes important economic losses. Various pathogens can cause the disease, with Staphylococcus aureus being one of the most significant. S. aureus can cause clinical, subclinical, and chronic forms of the disease due to a variety of virulence factors, including protein A, coagulase, toxins, and adhesins. The presence of methicillin-resistant S. aureus strains complicates treatment protocols and raises concerns about antimicrobial resistance. The genetic characterization of these strains, utilizing techniques such as molecular typing by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), reveals the existence of different genetic and virulence profiles, as well as the geographical variations in the distribution of these genotypes. The role of next-generation sequencing (NGS) technologies, functional genomics, and multi-omics approaches in the genetic research of bovine mastitis are highlighted, providing a complete understanding of its genetic basis and opening opportunities for targeted interventions and improved disease control strategies in the dairy industry. This review highlights the importance of understanding the genetic diversity and pathogenic mechanisms of S. aureus in bovine mastitis to develop effective disease management strategies and reduce economic losses in the dairy sector globally.
Abstract in Portuguese:
A mastite bovina é a doença infecciosa mais comum em rebanhos leiteiros e causa importantes perdas econômicas. Diversos patógenos podem causar a doença, sendo Staphylococcus aureus um dos mais significativos. S. aureus pode causar formas clínicas, subclínicas e crônicas da doença devido a uma variedade de fatores de virulência, incluindo proteína A, coagulase, toxinas e adesinas. A presença de cepas de S. aureus resistentes à meticilina complica os protocolos de tratamento e levanta preocupações sobre a resistência antimicrobiana. A caracterização genética dessas cepas, utilizando técnicas como a tipagem molecular por eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE), revela a existência de diferentes perfis genéticos e de virulência, bem como as variações geográficas na distribuição desses genótipos. Destaca-se o papel das tecnologias de sequenciamento de nova geração (NGS), da genômica funcional e das abordagens multi-ômicas na pesquisa genética da mastite bovina, proporcionando uma compreensão mais completa de sua base genética e abrindo oportunidades para intervenções direcionadas e melhores estratégias de controle da doença na indústria de laticínios. Esta revisão destaca a importância de compreender a diversidade genética e os mecanismos patogênicos de S. aureus na mastite bovina para desenvolver estratégias eficazes de manejo da doença e reduzir as perdas econômicas no setor de laticínios globalmente.
Abstract in English:
Staphylococcus aureus is an opportunistic and ubiquitous pathogen found in the skin, nares, and mucosal membranes of mammals. Increasing resistance to antimicrobials including methicillin has become an important public concern. One hundred and eight (108) S. aureus strains isolated from a total of 572 clinical and animal products samples, were investigated for their biofilm capability, methicillin resistance, enterotoxin genes, and genetic diversity. Although only one strain isolated from raw retail was found as a strong biofilm producer, the percentage of antimicrobial resistance pattern was relatively higher. 17.59% of S. aureus strains tested in this study were resistant to cefoxitin and identified as methicillin-resistant S. aureus (MRSA) isolates. mecA and mecC harboring S. aureus strains were detected at a rate of 2.79% and 0.93%, respectively. In addition, staphylococcal enterotoxin genes including Sea, Seb, Sec, and Sed genes were found to be 18.5%, 32.4%, 6.5% and 3.7%, respectively. The phylogenetic relationship among the isolates showed relationship between joint calf and cow milk isolates. Multi locus sequence typing (MLST) revealed three different sequence types (STs) including ST84, ST829, and ST6238. These findings highlight the development and spread of MRSA strains with zoonotic potential in animals and the food chain throughout the world.
Abstract in Portuguese:
Staphylococcus aureus é um patógeno dúctil e ubíquo encontrado na pele, narinas e membranas mucosas de mamíferos. O aumento da resistência aos antimicrobianos, incluindo a meticilina, tornou-se uma importante preocupação pública. Cento e oito (108) cepas de S. aureus isoladas de um total de 572 amostras clínicas e de produtos animais foram investigadas por sua capacidade de biofilme, resistência à meticilina, genes de enterotoxinas e diversidade genética. Embora apenas uma cepa isolada do cru tenha sido encontrada como forte produtora de biofilme, a porcentagem do padrão de resistência antimicrobiana foi relativamente maior. Parte das cepas (17,59%) de S. aureus testadas neste estudo eram resistentes à cefoxitina e identificadas como isolados de MRSA. mecA e mecC abrigando cepas de S. aureus foram detectados a uma taxa de 2,79% e 0,93%, respectivamente. Além disso, verificou-se que os genes da enterotoxina estafilocócica, incluindo os genes Sea, Seb, Sec e Sed, eram 18,5%, 32,4%, 6,5% e 3,7%, respectivamente. A relação filogenética entre os isolados mostrou relação entre os isolados de bezerro e leite de vaca. A tipagem de sequência multiloco (MLST) revelou três tipos de sequência diferentes (STs), incluindo ST84, ST829 e ST6238. Essas descobertas destacam o desenvolvimento e a disseminação de cepas de MRSA com potencial zoonótico em animais e na cadeia alimentar em todo o mundo.
Abstract in English:
The objective of this study was to evaluate the efficacy of the antibiotic therapy associated with vaccination on the microbiological cure rate of subclinical mastitis caused by Staphylococcus aureus in lactating dairy cows. A total of five herds, from which 72 cows (120 mammary quarters - MQ) were diagnosed with S. aureus subclinical mastitis, were included in this study. Cows were randomly allocated to one of three treatment groups: a) Control (no treatment); b) ATB (antibiotic therapy); and c) ATB+VAC (antibiotic therapy plus vaccination against S. aureus). Intramammary treatment consisted of twice-daily infusion of ampicillin 75mg + cloxacillin 200mg, for 5 days. Parenteral treatment was done by injection of a single dose (7.5mg/kg) of enrofloxacin, on the first day of the treatment protocol. Vaccinated cows received three doses of a commercial vaccine 14 days before treatment (d-14), on the first day of treatment protocol (d1), and 14 days after the treatment protocol (d+14). Non-treated cows had a lower cure rate (0.06) than cows treated with ATB (0.84) and ATB+VAC (0.85). No difference in cure rate was observed between cows treated with ATB and ATB+VAC. On the other hand, vaccinated cows had lower somatic cell count (SCC) after 28 days of the treatment protocols (4.76 log10) than non-treated cows (5.37 log10). In conclusion, treatment with intramammary ampicillin and cloxacillin, associated with intramuscular enrofloxacin presented a high cure rate for SCM caused by S. aureus during lactation. The use of vaccination against S. aureus in association with antibiotic therapy did not increase the cure rate of MQ during lactation, but it was effective in reducing the SCC when compared to non-treated MQ. Although to ensure that the decrease of the SCC in ATB+VAC group was associated with the vaccination, the study should have included an additional group of only vaccinated cows, without antimicrobial therapy, with was not done in the present study, and therefore is one of the limitations of the experimental protocol used.
Abstract in Portuguese:
O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia da antibioticoterapia associada à vacinação sobre a taxa de cura microbiológica de mastite subclínica causada por Staphylococcus aureus em vacas leiteiras em lactação. Foram selecionados 5 rebanhos, dos quais 72 vacas (120 quartos mamários, QM) foram diagnosticadas com mastite subclínica por S. aureus e foram alocadas aleatoriamente em um de três grupos de tratamento: a) Controle (sem tratamento); b) ATB (antibioticoterapia); e c) ATB+VAC (antibioticoterapia mais vacinação contra S. aureus). O tratamento intramamário consistiu em infusão de ampicilina 75 mg + cloxacilina 200 mg duas vezes ao dia, durante 5 dias. O tratamento parenteral foi feito por injeção de uma dose única (7,5 mg/kg) de enrofloxacina, no primeiro dia do protocolo de tratamento. As vacas vacinadas receberam três doses de uma vacina comercial, 14 dias antes do tratamento (d-14), no primeiro dia do protocolo de tratamento (d1) e 14 dias após o protocolo de tratamento (d+14). A taxa de cura das vacas não tratadas foi menor (0,06) do que das vacas tratadas com ATB (0,84) e ATB+VAC (0,85). Não foi observada diferença de taxa de cura entre vacas tratadas com ATB e ATB+VAC. Por outro lado, as vacas vacinadas apresentaram menor a contagem de células somáticas (CCS) após 28 dias de tratamento (4,76 log10) do que em vacas não tratadas (5,37 log10). Em conclusão, o tratamento com ampicilina e cloxacilina intramamária, associados à enrofloxacina intramuscular, apresentou alta taxa de cura para MSC causada por S. aureus durante a lactação. A utilização da vacinação contra S. aureus associada à antibioticoterapia não aumentou a taxa de cura dos QM durante a lactação, mas foi eficaz na redução do CCS quando comparada à QM não tratados. Entretanto, para ter certeza que a diminuição da CCS no grupo ATB+VAC estivesse associada à vacinação, o estudo deveria ter incluído um grupo adicional de apenas vacas vacinadas, sem terapia antimicrobiana, o que não foi feito no presente estudo e, portanto, é um das limitações do protocolo experimental utilizado.
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.
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.
Abstract in English:
There is a growing need to discover and develop alternative therapies for the treatment of mastitis caused by Staphylococcus spp. and multidrug-resistant bacterial infections. This study examined the chemical composition and antimicrobial potential of two propolis extracts (EPA and EPB) against seventy-seven isolates of Staphylococcus spp. obtained from subclinical bovine mastitis; three clinical strains of MRSA and two from clinical strains of S. aureus ATCC, identified as S. aureus ATCC 6538 and S. aureus ATCC 25923. The total phenolic content was determined by the Folin-Ciocalteau method, the total flavonoid content by the Dowd method and the phenolic profile was quantified by HPLC-DAD. The MBC values of the extracts were evaluated by broth microdilution method. The amount of total phenolic and flavonoid compounds was higher in EPA than EPB. Both extracts revealed the presence of caffeic, coumaric, cinnamic, ferulic and 3,4-dihydroxybenzoic acids, with higher concentrations of coumaric and cinnamic acids. Staphylococcus spp. isolates were susceptible to EPA (90.9%), EPB (83.1%) and oxacillin (80.5%). The oxacillin susceptible isolates were also susceptible to EPA (70.1%) and EPB (80.6%), whereas those oxacillin-resistant strains were also susceptible to EPA (40.0%) and to EPB (26.7%). MBC ranged from 34.3 to 68.7μm/mL for EPA and from 68.7 to 137.5μg/mL for EPB. Both extracts inhibited significantly (100%) the clinical strains of MRSA, S. aureus ATCC 6538 and S. aureus ATCC 25923 at the concentration of 68.7μg/mL. It is concluded that both extracts of propolis, whose main constituents are coumaric and cinnamic acids, have high antimicrobial activity against the microorganisms studied, and EPA also against oxacillin-resistant strains. These findings reinforce its potential use for the treatment of bovine mastitis.
Abstract in Portuguese:
É cada vez mais oportuna a necessidade de descobrir e desenvolver terapias alternativas para tratamento da mastite causada por Staphylococcus spp. e de infecções bacterianas multirresistentes. Este estudo examinou a composição química e o potencial antimicrobiano de dois extratos etanólicos de própolis (EPA e EPB) contra setenta e sete isolados de Staphylococcus spp. obtidos a partir de mastite bovina subclínica; três estirpes clínicas de MRSA e duas de linhagens clínicas de S. aureus ATCC, identificadas como, S. aureus ATCC 6538 e S. aureus ATCC 25923, ambas metacilina resistentes. O teor total de fenólicos foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteau, o teor de flavonoides totais pelo método Dowd e o perfil fenólico foi quantificado por HPLC-DAD. CBM dos extratos foi avaliada pelo método de microdiluição em caldo. A quantidade total de compostos fenólicos e flavonoides foi maior no EPA do que no EPB. Ambos os extratos revelaram a presença dos ácidos cafeico, cumárico, cinâmico, ferúlico e 3,4-di-hidroxibenzóico, com maiores concentrações de ácidos cumárico e cinâmico. Os isolados de Staphylococcus spp. foram sensíveis a EPA (90,9%), EPB (83,1%) e oxacilina (80,5%). Os isolados suscetíveis à oxacilina também foram suscetíveis ao EPA (70,1%) e ao EPB (80,6%), enquanto os do resistente à oxacilina foram suscetíveis ao EPA (40,0%) e ao EPB (26,7%). MBC variou de 34,3 a 68,7μm/mL para EPA e de 68,7 a 137,5μg/mL para EPB. Ambos os extratos inibiram significativamente (100%) as linhagens clínicas de MRSA, S. aureus ATCC 6538 e S. aureus ATCC 25923 na concentração de 68,7μg/mL. Conclui-se que os extratos etanólicos da própolis, cujos principais constituintes são os ácidos cumário e cinâmico, possuem atividade antimicrobiana contra os micro-organismos estudados, e o EPA também contra as cepas resistentes à oxacilina. Estes achados reforçam seu potencial uso para o tratamento da mastite bovina.
Abstract in English:
This paper investigated the occurrence of Staphylococcus aureus and the detection of enterotoxin-encoding genes of these strains in milk collected from 30 Murrah buffaloes used to produce dairy products in Brazil. A total of 68 strains of Staphylococcus aureus were found as identified by conventional laboratory tests, and thus screened for sea, seb, sec, sed, see, seg, seh and sei enterotoxin-encoding genes by polymerase chain reaction (PCR). Twelve strains containing enterotoxin-amplified genes were found, with higher expression for the sei and seh genes. These results can be attributed to animal health and inadequate cleaning of the equipment, indicating the need for better quality control in animal production and health lines. The results of this study with the presence of pathogens and their enterotoxigenic potential indicate a source of food poisoning, as well as being a pioneering study in the detection of new enterotoxins for buffalo milk.
Abstract in Portuguese:
Este estudo investigou a ocorrência de isolados de Staphylococcus aureus e a detecção de genes que codificam a enterotoxigenicidade dessas cepas em leite de búfala utilizado na produção de laticínios no Brasil. As amostras foram coletados em 30 búfalos da raça Murrah, identificado por testes laboratoriais convencionais, foram identificados um total de 68 cepas de S. aureus e rastreados para os genes que codificam a enterotoxina sea, seb, sec, sed, see, seg, seh and sei por reação em cadeia da polimerase (PCR). Doze cepas contendo genes da enterotoxina foram amplificadas, com maior expressão para os genes sei e seh. Esses resultados podem ser atribuídos à saúde animal e à higiene inadequada do equipamento, indicando a necessidade de melhor controle de qualidade nas linhas de produção e saúde animal. Os resultados desta pesquisa, com a presença de patógenos e seu potencial enterotoxigênico, indicam uma fonte de intoxicação alimentar, além de ser uma pesquisa pioneira na detecção de novas enterotoxinas para o leite de búfala.
Abstract in English:
Bovine mastitis is the most frequent disease worldwide in dairy herds, causing high economic losses to producers and industry, as well as having implications for public health due to the zoonotic potential of some agents involved in its etiology and the increased risk of antimicrobial residues in milk and its derivatives. Considering the multifactorial aspect of this disease, knowledge of the agents involved in its etiology and their antimicrobial susceptibility profiles is very important. This study was conducted with 306 dairy herds from the Campo das Vertentes region, located in the south of Minas Gerais state, whose owners were milk suppliers to a dairy in the same region. The study involved approximately 34,000 dairy cows and covered an area of approximately 12,564 km2. In these herds, prevalence rates of Staphylococcus aureus and Streptococcus agalactiae and their relationship with bulk milk somatic cell counts (BMSCC), total bacterial counts (TBC), and daily production were evaluated. In addition, analyses of resistance of these pathogens to the antimicrobials most commonly used in the treatment of mastitis in dairy herds were performed. Microbiological analyses of milk samples from collect from bulk milk tanks were performed aiming to evaluate the prevalence of S. aureus and S. agalactiae. For these proposes, the modified Baird-Parker Agar medium was used for detection of S. aureus and the modified Edwards Agar medium, enriched with 5% defibrinated sheep blood, was used for detection of S. agalactiae. The disc diffusion technique was applied to evaluate antimicrobial resistance. Results show high prevalence rates of S. aureus (70.3%) and S. agalactiae (67.0%) in the dairy farms studied, with 47.71% of the herds showing both pathogens. Associations between BMSCC and the presence of pathogens S. aureus and S. agalactiae and between TBC and the presence of S. agalactiae were observed, demonstrating the influence of these pathogens in milk quality. No variation was observed in the distribution of S. aureus and S. agalactiae in the different strata of daily production. High levels of resistance and multi-resistance were observed among the pathogens S. aureus and S. agalactiae. The results indicate the need for more effective control measures for mastitis caused by S. aureus and S. agalactiae in the dairy herds of the region studied and more judicious use of antimicrobials in order to reduce the problem of resistance to them.
Abstract in Portuguese:
A mastite bovina é a doença de maior frequência em rebanhos leiteiros em nível mundial, acarretando grandes prejuízos econômicos aos produtores e à indústria. Além disso, esta enfermidade tem implicações na saúde pública, devido ao potencial zoonótico de alguns agentes envolvidos em sua etiologia e por aumentar os riscos de resíduos de antimicrobianos no leite e derivados. Considerando o aspecto multifatorial da mastite bovina, o conhecimento dos agentes envolvidos em sua etiologia e os perfis de suscetibilidade aos antibióticos é de suma importância. O estudo envolveu 306 fazendas de leite da região de Campo das Vertentes, localizada no sul de Minas Gerais, cujos proprietários eram fornecedores de leite para um laticínio da região, totalizando aproximadamente 34.000 animais e abrangendo uma área aproximada 12.564 km2. Nestes rebanhos, avaliaram-se a prevalência de Staphylococcus aureus e Streptococcus agalactiae e a relação destes agentes com os índices de contagem de células somáticas do leite do tanque de expansão (CCSt), contagem bacteriana total (CBT) e produção diária. Analisou-se também a resistência destes patógenos aos antimicrobianos mais comumente utilizados no tratamento da mastite em rebanhos leiteiros. Análises microbiológicas de amostras de leite dos tanques de expansão foram realizadas para se determinar as prevalências dos patógenos S. aureus e S. agalactiae. Para a detecção de S. aureus, utilizou-se o meio seletivo Ágar Baird‑Parker modificado e para a detecção de S. agalactiae, o meio seletivo Ágar Edwards modificado, enriquecido com 5% de sangue ovino desfibrinado. Foi utilizada a técnica de difusão em discos para a avaliação de resistência aos antimicrobianos. Os resultados apontaram altas prevalências de S. aureus (70,3%) e de S. agalactiae (67,0%), com 47,71% dos rebanhos examinados apresentando ambos os agentes. Verificaram-se associações entre a CCSt e a presença dos patógenos S. aureus e S. agalactiae, e também entre a CBT e a presença de S. agalactiae, demonstrando a interferência negativa destes patógenos nestes quesitos de qualidade. Não se observaram variações nas distribuições dos patógenos S. aureus e nem S. agalactiae em função da produção diária das propriedades estudadas. Níveis elevados de resistência e de multirresistência foram observados para ambos os agentes. Os resultados apontam a necessidade de medidas mais efetivas de controle para S. aureus e S. agalactiae nos rebanhos da região estudada e do uso mais criterioso dos antimicrobianos, visando minimizar o problema da resistência aos mesmos.
Abstract in English:
The present study determined the frequency of Staphylococcus aureus virulence genes in 2,253 milk samples of cows (n=1000) and goats (n=1253) raised in three different geographical regions of the state Pernambuco, Brazil. The presence of genes of virulence factors associated to adhesion to host cells (fnbA, fnbB, clfA and clfB), toxinosis (sea, seb, sec, sed, seg, seh, sei, tsst, hla and hlb), and capsular polysaccharide (cap5 and cap8) was evaluated by PCR. A total of 123 and 27 S. aureus strains were isolated from cows’ and goats’ milk, respectively. The sec and tsst genes were detected exclusively in goats’ isolates, while the seh gene was only identified in cows’ isolates. The number of toxin genes per strain showed that goats’ isolates are likely more toxic than bovines’ isolates. The cap5 genotype predominated in both host species, especially in strains collected from cows raised in the Agreste region. The cap8 genotype is likely more virulent due to the number of virulence genes per strain. The results of the present study demonstrate that S. aureus may pose a potential threat to human health in Brazil, and, therefore, these results should support actions related to mastitis control programs.
Abstract in Portuguese:
O presente estudo determinou a frequência de genes de virulência de Staphylococcus aureus em 2253 amostras de leite, sendo de vacas n=1000 e de cabras n=1253, procedentes das três regiões geográficas do estado de Pernambuco, Brasil. A presença de genes de fatores de virulência associados à adesão às células hospedeiras (fnbA, fnbB, clfA e clfB), toxinosis (sea, seb, sec, sed, seg, seh, sei, tsst, hla e hlb) e polissacarídeo capsular (cap5 e cap8) foram avaliadas por PCR. Um total de 123 e 27 cepas de S. aureus foram isoladas do leite de vacas e cabras, respectivamente. Os genes sec e tsst foram detectados exclusivamente em isolados de cabras, enquanto o gene seh foi identificado apenas em isolados de vaca. O número de genes de toxina por cepa mostrou que os isolados de cabras são potencialmente mais tóxicos do que os isolados obtidos de bovinos. O genótipo cap5 predominou em ambas as espécies hospedeiras, especialmente em cepas coletadas de vacas criadas na região Agreste. O genótipo cap8 é potencialmente mais virulento devido ao número de genes de virulência por isolado. Os resultados do presente estudo demonstram que S. aureus pode representar uma ameaça potencial para a saúde humana no Brasil e, portanto, estes resultados devem subsidiar ações relacionadas aos programas de controle de mastite.
Abstract in English:
ABSTRACT.- Nader T.T., Coppede J.S., Taleb-Contini S.H., Amaral L.A. & Pereira A.M.S. 2018. [Antibiofilm activity of Croton urucurana compounds against Staphylococcus aureus isolated from mastitis in dairy cattle.] Atividade antibiofilme de substâncias de Croton urucurana em Staphylococcus aureus isolado de mastite bovina. Pesquisa Veterinária Brasileira 38(9):1713-1719. Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Estadual “Júlio de Mesquita Filho”, Via de acesso Prof. Paulo Donato Castellane, Jaboticabal, SP 14884-900, Brazil. E-mail: talitanader@hotmail.com
Mastitis in dairy cattle is the disease that impacts dairy production the most; Staphylococcus aureus is the main causative agent of this condition. The genus Staphylococcus has the ability to produce biofilms, an important mechanism of antibiotic resistance. Bearing in mind that plants have therapeutic action, this study investigated the in vitro antibiofilm activity of the plant extract and compounds isolated from the species Croton urucurana, native to the Brazilian Cerrado, against Staphylococcus aureus isolated from the milk of cows with mastitis, as well as the antibiotic gentamycin and vancomicyn. The antibiofilm activity was evaluated by means of violet crystal and the counting of Colony Forming Units. The images were obtained by scanning electron microscopy. The C. urucurana crude extract and fraction displayed better antibiofilm effect than gentamycin; their antibiofilm action was similar to the action of vancomycin. Compared with all the assessed treatments, the isolated compound α-Costol was significantly more active it reduced six logarithmic cycles of the bacterial population composing the biofilm. The phytocomplexs and the α-Costol substance isolated from Croton urucurana are promising in the fight against one of the main etiological agents of bovine mastitis.
Abstract in Portuguese:
RESUMO.- Nader T.T., Coppede J.S., Taleb-Contini S.H., Amaral L.A. & Pereira A.M.S. 2018. [Antibiofilm activity of Croton urucurana compounds against Staphylococcus aureus isolated from mastitis in dairy cattle.] Atividade antibiofilme de substâncias de Croton urucurana em Staphylococcus aureus isolado de mastite bovina. Pesquisa Veterinária Brasileira 38(9):1713-1719. Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Estadual “Júlio de Mesquita Filho”, Via de acesso Prof. Paulo Donato Castellane, Jaboticabal, SP 14884-900, Brazil. E-mail: talitanader@hotmail.com
A mastite bovina é a enfermidade que causa maior impacto na produção leiteira, sendo o microrganismo Staphylococcus aureus o mais prevalente. Este gênero possui a capacidade de produzir biofilmes que é um importante mecanismo de resistência aos antibióticos. Considerando a capacidade terapêutica das plantas, a espécie Croton urucurana, nativa do Cerrado, foi alvo do presente estudo, que teve como objetivo avaliar a atividade antibiofilme in vitro do extrato vegetal e substâncias isoladas desta espécie, frente Staphylococcus aureus, isolados de leite de vacas com mastite, bem como dos antibióticos gentamicina e vancomicina. A atividade antibiofilme foi avaliada por meio do cristal violeta e da contagem de unidades formadoras de colônia. As imagens foram obtidas por microscopia eletrônica de varredura. O extrato bruto e frações de C. urucurana apresentaram atividade antibiofilme superior à gentamicina e semelhante à vancomicina, enquanto a substância isolada α-Costol foi significativamente mais ativa quando comparada aos demais tratamentos avaliados, reduzindo cerca de 6 ciclos logarítmicos da população bacteriana em biofilme. Conclui‑se que os fitocomplexos e a substância α-Costol isolados de Croton urucurana são promissores no combate a um dos principais agentes etiológicos da mastite bovina.