Antimicrobial resistance and detection of mecA and blaZ genes in coagulase-negative Staphylococcus isolated from bovine mastitis

The present study evaluated the pheno- and genotypical antimicrobial resistance profile of coagulase-negative Staphylococcus (CNS) species isolated from dairy cows milk, specially concerning to oxacillin. Of 100 CNS isolates, the S. xylosus was the prevalent species, followed by S. cohnii, S. hominis, S. capitis and S. haemolyticus. Only 6% were phenotypically susceptible to the antimicrobial agents tested in disk diffusion assay. Penicillin and ampicillin resistance rates were significantly higher than others antimicrobials. Four isolates were positive to mecA gene (4%), all represented by the S. xylosus species. The blaZ gene was detected in 16% of the isolates (16/100). It was noticed that all mecA + were also positive to this gene and the presence of both genes was correlated to phenotypic beta-lactamic resistance. We conclude that CNS species from bovine milk presented significantly distinct antimicrobial resistance profiles, evaluated by phenotypic and genotypic tests, which has implications for treatment and management decisions.

Moraxella bovoculi em casos de ceratoconjuntivite infecciosa bovina no Rio Grande do Sul

A ceratoconjuntivite infecciosa (CI), embora raramente fatal, resulta em perdas econômicas significativas para os rebanhos bovinos e ovinos. Os principais agentes causadores dessa enfermidade são Moraxella bovis e Moraxella ovis. Em 2007 foi descrita uma nova espécie também responsável pela CI e denominada Moraxella bovoculi, que até o presente momento, não havia sido relatada no Brasil. Assim, objetivou-se com este trabalho caracterizar e distinguir 54 isolados de Moraxella spp. de amostras clínicas oriundas de 34 bovinos e 17 ovinos, encaminhadas ao Laboratório de Bacteriologia da Universidade Federal de Santa Maria no período de 1990 a 2011, visando a identificação de M. bovoculi. A distinção dos isolados foi fundamentada nas características genotípicas, pela amplificação parcial da região intergênica 16S-23S e clivagem dos produtos da amplificação com enzima RsaI. Como resultados, 25 (46%) isolados foram caracterizados como M. bovis, 17 (32%) como M. ovis e 12 (22%) como M. bovoculi. Logo, conclui-se que M. bovoculi encontra-se presente no rebanho bovino do Rio Grande do Sul e, portanto, no Brasil.

Antimicrobial resistance of Staphylococcus spp. from small ruminant mastitis in Brazil

The study aimed to determine the antimicrobial resistance patterns and to identify molecular resistance markers in Staphylococcus spp. (n=210) isolated from small ruminant mastitis in Brazil. The antimicrobial resistance patterns were evaluated by the disk diffusion test and by detection of the presence of mecA, blaZ, ermA, ermB, ermC and msrA genes by PCR. The efflux pump test was performed using ethidium bromide and biofilm production was determined by Congo red agar test along with PCR for detection of the icaD gene. The isolates were most resistant to amoxicillin (50.0%), streptomycin (42.8%), tetracycline (40.4%), lincomycin (39.0%) and erythromycin (33.8%). Pan-susceptibility to all tested drugs was observed in 71 (33.8%) isolates and 41 Staphylococcus isolates were positive for the efflux pump. Although phenotypic resistance to oxacillin was observed in 12.8% of the isolates, none harbored the mecA gene. However, 45.7% of the isolates harbored blaZ indicating that beta-lactamase production was the main mechanism associated with staphylococci resistance to beta-lactams in the present study. The other determinants of resistance to antimicrobial agents ermA, ermB, ermC, and msrA were observed in 1.4%, 10.4%, 16.2%, and 0.9% of the isolates, respectively. In addition, the icaD gen was detected in 32.9% of the isolates. Seventy three isolates (54 from goats and 19 from sheep) were negative for all resistance genes tested and 69 isolates presented two or more resistance genes. Association among blaZ, ermA, ermB, ermC and efflux pump were observed in 17 isolates, 14 of which originated from goats and three from sheep. The data obtained in this study show the resistance of the isolates to beta-lactamics, which may be associated with the use of antimicrobial drugs without veterinary control.

Caracterização fenogenotípica da resistência antimicrobiana em Staphylococcus spp. isolados de mastite bovina

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.

Avaliação genética das vacinas contra a brucelose bovina comercializadas no Brasil

A prevenção contra infecções causadas por Brucella abortus em bovinos é realizada por meio da administração das amostras vacinais B19 e RB51. Existem relatos de que estas vacinas podem causar aborto em fêmeas vacinadas. Portanto, toda a ocorrência de aborto em animais vacinados merece um estudo aprofundado sobre a causa. No Brasil, não há registro sobre a origem das amostras B19 e RB51 utilizadas na produção das vacinas comerciais. Assim, um estudo para verificar possíveis mutações em relação às amostras referência USDA B19 e USDA RB51 de B. abortus se faz necessário, devido às amostras vacinais poderem reverter a sua virulência. Objetivou-se com este estudo caracterizar genotipicamente as amostras vacinais B19 e RB51 comercializadas no Brasil. A metodologia utilizada foi a genotipagem de genes marcadores destas amostras vacinais, por meio da amplificação pela reação em cadeia da polimerase. Os resultados obtidos permitiram a identificação do genótipo das vacinas comerciais B19 e RB51 disponíveis e utilizadas em bovinos no Brasil. A ausência de mutações nas vacinas testadas corrobora com a qualidade genética das mesmas, quanto à estabilidade dos genes analisados.

Distribuição e identificação das regiões de risco para a cisticercose bovina no estado do Paraná

A cisticercose bovina é um problema de saúde pública e animal amplamente difundido no Brasil, que repercute negativamente na produção de carne em diversos estados do país. Trata-se de uma das afecções mais ocorrentes nos abates sob inspeção sanitária tornando-se motivo de preocupação para frigoríficos e produtores, devido os prejuízos que acarreta. Pouco se conhece sobre a distribuição e a evolução do número de casos de cisticercose bovina no estado do Paraná. Diante do exposto este trabalho teve o objetivo realizar um levantamento retrospectivo sobre a ocorrência da cisticercose bovina, diagnosticada através do exame post-mortem pelo Serviço de Inspeção Federal do Estado do Paraná entre os anos de 2004 a 2008, além de determinar a distribuição dos casos no Estado, identificar as regiões com maiores chances de apresentarem casos da doença e analisar a perda econômica do Estado por conta das condenações por esta parasitose. Foi constatada prevalência de 2,23% cisticercose bovina no estado do Paraná. Durante o período analisado ocorreu uma redução estatisticamente significante (p<0,05) da prevalência de cisticercose bovina no estado. Nos anos de 2004-2008 foram condenadas 29.708.550 kg de carne bovina por cisticercose, acarretando prejuízos de ordem econômica. O estado do Paraná está conseguindo através da implantação do programa de controle do complexo teníase-cisticercose, uma evolução positiva já que conseguiu durante o período analisado diminuir a prevalência desta parasitose nos bovinos e consequentemente diminuir as perdas econômicas.

Uso de métodos complementares na inspeção post mortem de carcaças com suspeita de tuberculose bovina

O objetivo foi utilizar métodos complementares de diagnóstico (histopatológicos, bacteriológicos e moleculares), no julgamento de lesões suspeitas de tuberculose observadas durante a inspeção post mortem de rotina em abatedouros. Foi acompanhado o abate e a inspeção de 41.193 bovinos, sadios ao exame ante mortem, em sete abatedouros no estado de Mato Grosso. Carcaças de 198 (0,48%) animais apresentaram lesões, sendo 182 (92,0%) classificadas como granulomatosas ou piogranulomatosas na avaliação histopatológica. Entretanto, na baciloscopia, não foi evidenciada a presença de bacilo álcool-ácido resistente (BAAR). Mycobacterium bovis foi isolado em três (1,5%) lesões, provenientes de linfonodos retrofaringeanos de bovinos com até três anos de idade. Quando usado a PCR múltipla (m-PCR) diretamente nos fragmentos de tecido, detectou-se a presença de DNA de M. bovis em 14 (7,0%) lesões, incluindo as três amostras identificadas na análise bacteriológica. O julgamento das lesões pelo exame macroscópico concordou em 93,0% (184/198) com os resultados obtidos por meio da PCR. A fim de evitar equívocos durante a avaliação, principalmente das lesões paucibacilares, como as encontradas neste estudo, recomenda-se a utilização de testes complementares rápidos e confirmatórios. A m-PCR, associada à inspeção post mortem de rotina, demonstrou ser uma técnica promissora para a vigilância da tuberculose bovina em abatedouros, contribuindo para o sucesso do programa de erradicação da tuberculose bovina.

Perfil da infecção pelo vírus da diarreia viral bovina (BVDV) em um rebanho bovino leiteiro de alta produção e com programa de vacinação contra o BVDV

A infecção pelo vírus da diarreia viral bovina (BVDV) foi avaliada em um rebanho bovino leiteiro de alta produção com histórico de problemas reprodutivos e de vacinação regular contra o BVDV. A identificação do vírus foi realizada por RT-PCR em soro sanguíneo e o perfil sorológico por vírus-neutralização. Inicialmente, 100% (n=692) dos animais do rebanho foram avaliados com relação à presença de infecção ativa pelo BVDV por meio da RT-PCR. Quatro meses após, todos os animais positivos (n=29) na primeira avaliação foram avaliados novamente pela RT-PCR, assim como todos os animais que nasceram (n=72) e os que apresentaram problemas reprodutivos (n=36) no intervalo entre a primeira e a segunda colheita de sangue. Os resultados finais do estudo possibilitaram identificar 27 animais transitoriamente infectados e três animais persistentemente infectados (PI). A sorologia, realizada apenas nos animais positivos na primeira avaliação pela RT-PCR e nas vacas que apresentaram problemas reprodutivos entre a primeira e a segunda RT-PCR, demonstrou grande flutuação nos títulos de anticorpos neutralizantes, além de soroconversão na maioria dos animais. Foram identificados aumentos nos títulos de anticorpos neutralizantes que variaram entre 3 e 8 log2, indicando infecção ativa no rebanho. A circulação viral no rebanho avaliado foi responsável pela expressão de sinais clínicos da esfera reprodutiva em animais com baixo título de anticorpos e consequente falha na proteção fetal. Os resultados demonstram que o controle da infecção pelo BVDV apenas por meio da vacinação regular em rebanhos com animais PI pode não ser eficaz na profilaxia dessa virose.

Análise fenotípica e genotípica da virulência de Staphylococcus spp. e de sua dispersão clonal como contribuição ao estudo da mastite bovina

A mastite é uma inflamação da glândula mamária causada principalmente por bactérias, dentre as quais o gênero Staphylococcus ocupa um papel importante. Bactérias pertencentes a este gênero são caracterizadas por expressar fatores de virulência que permitem sua persistência e disseminação no hospedeiro. O presente trabalho teve por objetivo avaliar fenogenotipicamente os fatores de virulência de isolados de Staphylococcus spp. a partir de casos de mastite bovina. Foram analisadas 272 amostras de leite provenientes de oito propriedades da região Sul-Fluminense do Estado do Rio de Janeiro. Após identificação, obteve-se um total de 250 isolados de Staphylococcus spp. Estes foram submetidos às provas fenotípicas de detecção da produção de "slime" em microplaca e em ágar vermelho congo; produção de hemolisinas e sinergismo hemolítico; produção de caseinase e DNase. Posteriormente foram submetidos à técnica de PCR para detecção dos genes de produção de cápsula (cap5 e cap8), fibronectina (fnbA,e fnbB), "slime" (icaA e icaD) e hemolisinas (hla e hlb). Do total avaliado, 58% (145/250) foi identificado como Staphylococcus spp. coagulase-negativos e 42% (105/250) como Staphylococcus spp. coagulase-positivos, destes 36,2% (38/105) foram identificados como S. aureus, 11,4% (12/105) como S. intermedius e 3,8% (4/105) como pertencentes ao grupo SIG. Apenas 6,4% (16/250) dos isolados foram produtores de α-hemólise, 4,8% (12/250) de β-hemólise e, 1,6% (4/250) de α e β-hemólise. A produção de caseinase foi observada em 66,4% (166/250), e a produção de "slime" avaliada pela técnica da microplaca em 76,8% (192/250) dos isolados, respectivamente. A DNase foi detectada em ECNs (38/145) e S. aureus (14/38). Os marcadores genéticos avaliados para a produção de slime, icaA e icaD apresentaram nenhuma ou leve concordância com a produção fenotípica, respectivamente, utilizando o coeficiente Kappa. Tal dado parece indicar que outros marcadores genéticos podem estar envolvidos com a expressão desta característica. Os demais genes detectados com frequência de 4% (10/250) para cap5 e para cap8, 32,8% (82/250) para fnbA, 4,4% (11/250) para fnbB, 19,2% (48/250) para hla e 18% (45/250) para hlb. O perfil circulante nas propriedades foi o 1: isolado produtor de "slime" e caseinase. O gene spaA foi positivo em todos os S. aureus, apresentando amplicons de tamanhos variados, sendo o tamanho prevalente o de 300pb. A amplificação do gene coa apresentou nove tipos polimórficos distintos, sendo prevalente o amplicon de 600pb. O gene agr foi detectado em todos os S. aureus, com amplicon de 200pb. Foi observado que os genes de virulência estudados estavam distribuídos de modo aleatório entreos 6 distintos perfis eletroforéticos obtidos através da Eletroforese em Gel de Campo Pulsado (PFGE).

Etiology, antimicrobial susceptibility profile of Staphylococcus spp. and risk factors associated with bovine mastitis in the states of Bahia and Pernambuco

The purpose of this paper was to study the etiology of mastitis, determine the antimicrobial susceptibility profile of Staphylococcus spp. and to identify the risk factors associated with infection in dairy cows in the states of Bahia and Pernambuco, Brazil. From the 2,064 milk samples analyzed, 2.6% were associated with cases of clinical mastitis and 28.2% with subclinical mastitis. In the microbiological culture, Staphylococcus spp. (49.1%) and Corynebacterium spp. (35.3%) were the main agents found, followed by Prototheca spp. (4.6%) and Gram negative bacilli (3.6%). In the antimicrobial susceptibility testing, all 218 Staphylococcus spp. were susceptible to rifampicin and the least effective drug was amoxicillin (32.6%). Multidrug resistance to three or more drugs was observed in 65.6% of Staphylococcus spp. The risk factors identified for mastitis were the extensive production system, not providing feed supplements, teat drying process, not disinfecting the teats before and after milking, and inadequate hygiene habits of the milking workers. The presence of multiresistant isolates in bovine milk demonstrates the importance of the choice and appropriate use of antimicrobial agents. Prophylactic and control measures, including teat antisepsis and best practices for achieving hygienic milking should be established in order to prevent new cases of the disease in herds.

Effects of environmental modification on mastitis occurrence and hormonal changes in Holstein cows

The purpose of this research was to evaluate the effects of evaporative cooling in freestall on mastitis occurrence, milk production, and composition, as well as cortisol, T3 (triiodothyronine), and T4 (thyroxin) levels in lactating dairy cows. Twenty-eight multiparous cows averaging 70 ± 10 day postpartum were used in four treatments from January to March 2003. The treatments were: Day (cooling from 7:00 a.m. to 7:00 p.m.); Night (cooling from 7:00 p.m. to 7:00 a.m.); 24-hour (cooling 24-hour); and Control (no cooling). Wired cup test was used for clinical mastitis diagnosis, and the California Mastitis Test (CMT) was used to identify subclinical mastitis. Blood and milk samples were taken weekly for microbiological and hormonal analyses. The cortisol levels were higher than normal values in all treatment groups, suggesting stress conditions, but T3 and T4 levels remained normal in all groups. The occurrence of subclinical mastitis was lower in Day and Night groups than in Control and 24-hour groups. Regarding the microbiological analyses, in all groups the isolation of Corynebacterium sp. from milk samples increased while negative coagulase staphylococci (CNS) declined as etiological agents of subclinical mastitis. However, in Day and 24-hour groups, coagulase positive staphylococci (CPS) increased mainly Staphylococcus aureus (49.8% and 47.7% respectively). The Night group showed a decrease in subclinical mastitis occurrences. Our data indicate that all animals subjected to treatments presented high levels of cortisol, indicating a stress condition. The Night treatment presented a reduction in microbial isolation, suggesting a reduced susceptibility to mastitis.

Análise de detecção de cluster na caracterização espaço-temporal da tuberculose bovina no estado da Bahia

A tuberculose bovina (BTB) é uma enfermidade causada pela infecção pelo Mycobacterium bovis que acomete o homem e diversas espécies de mamíferos. A BTB tem grande importância por causar prejuízos econômicos nas regiões infectadas e por seu impacto na saúde pública. Foi realizado inquérito epidemiológico no Estado da Bahia, entre 2008 e 2010, com o objetivo de estimar a prevalência e conhecer a distribuição espaço temporal da enfermidade. O Estado foi estratificado em quatro regiões, cada uma com características epidemiológicas e demográficas homogêneas representativas de formas de produção pecuária. Um total de 18.810 cabeças com idade superior a 2 anos foi amostrado em 1350 propriedades. O teste cervical comparativo foi aplicado em cada animal selecionado, sendo considerados positivos os animais reagentes positivos ou duas vezes inconclusivos. Latitude e Longitude foram tomadas para cada propriedade amostrada com o auxilio do aparelho de Global Positioning System (GPS). O teste de Cuzick-and-Edwards e a análise de rastreio espacial (spatial scan statistic) foram utilizados para identificar qualquer agrupamento espacial de BTB. A prevalência de rebanho na Bahia, indicando a proporção de propriedades foco, foi de 1,6% (IC 95%: 1,0% - 2,69% por região). Nenhuma evidência significativa (P<0.05) de aglomeração espacial ou clustering foi detectada, possivelmente devido à baixa prevalência da doença. Estes resultados sugerem que a BTB tem baixa prevalência no estado da Bahia e que, nestas condições epidemiológicas, os focos encontrados não podem ser explicados por fatores espacialmente estruturados.

NaOCl effect on biofilm produced by Staphylococcus aureus isolated from the milking environment and mastitis infected cows

Biofilms constitute a physical barrier, protecting the encased bacteria from detergents and sanitizers. The objective of this work was to analyze the effectiveness of sodium hypochlorite (NaOCl) against strains of Staphylococcus aureus isolated from raw milk of cows with subclinical mastitis and Staphylococcus aureus isolated from the milking environment (blowers and milk conducting tubes). The results revealed that, in the presence of NaOCl (150ppm), the number of adhered cells of the twelve S. aureus strains was significantly reduced. When the same strains were evaluated in biofilm condition, different results were obtained. It was found that, after a contact period of five minutes with NaOCl (150ppm), four strains (two strains from milk , one from the blowers and one from a conductive rubber) were still able to grow. Although with the increasing contact time between the bacteria and the NaOCl (150ppm), no growth was detected for any of the strains. Concerning the efficiency of NaOCl on total biofilm biomass formation by each S. aureus strain, a decrease was observed when these strains were in contact with 150 ppm NaOCl for a total period of 10 minutes. This study highlights the importance of a correct sanitation protocol of all the milk processing units which can indeed significantly reduce the presence of microorganisms, leading to a decrease of cow´s mastitis and milk contamination.

Assessing bovine babesiosis in Rhipicephalus (Boophilus) microplus ticks and 3 to 9-month-old cattle in the middle Magdalena region, Colombia

Babesia sp. is a protozoan hemoparasite that affects livestock worldwide. The Colombian Middle Magdalena is an enzootic region for babesiosis, but there is no previous research providing detail on its transmission cycle. This study aims to assess some Babesia sp. infection indicators in cattle and ticks from the area, by using direct microscopic and molecular techniques to detect the infection. In the cattle, 59.9% and 3.4 % positivity values for B. bigemina and mixed infection (B. bovis + B. bigemina) were found respectively. In ticks, the positivity of B. bigemina reached 79.2% and 9.4% for the mixed infection. The degree of infestation in the region was 3.2 ticks per bovine. There was positive correlation between tick control acaricide frequencies and infestation in bovines. This leads us to infer that control periodicity greater than 90 days, in stable zones, is an abiotic factor that benefits the acquisition of protective immunity in calves, the natural control of the infection and eventual disease absence. It is necessary to monitor the disease by applying new entomological and parasitological indicators showing the complexity of this phenomenon.

Beta-lactamase detection in Staphylococcus aureus and coagulase-negative Staphylococcus isolated from bovine mastitis

The objectives of the study were to evaluate the presence/production of beta-lactamases by both phenotypic and genotypic methods, verify whether results are dependent of bacteria type (Staphylococcus aureus versus coagulase-negative Staphylococcus - CNS) and verify the agreement between tests. A total of 200 bacteria samples from 21 different herds were enrolled, being 100 CNS and 100 S. aureus. Beta-lactamase presence/detection was performed by different tests (PCR, clover leaf test - CLT, Nitrocefin disk, and in vitro resistance to penicillin). Results of all tests were not dependent of bacteria type (CNS or S. aureus). Several S. aureus beta-lactamase producing isolates were from the same herd. Phenotypic tests excluding in vitro resistance to penicillin showed a strong association measured by the kappa coefficient for both bacteria species. Nitrocefin and CLT are more reliable tests for detecting beta-lactamase production in staphylococci.