Detection of mutations in Salmonella enterica gyrA, gyrB, parC and parE genes by denaturing high performance liquid chromatography (DHPLC) using standard HPLC instrumentation

Aims: Quinolone antibiotics are the agents of choice for treating systemic Salmonella infections. Resistance to quinolones is usually mediated by mutations in the DNA gyrase gene gyrA. Here we report the evaluation of standard HPLC equipment for the detection of mutations (single nucleotide polymorphisms; SNPs) in gyrA, gyrB, parC and parE by denaturing high performance liquid chromatography (DHPLC). Methods: A panel of Salmonella strains was assembled which comprised those with known different mutations in gyrA (n = 8) and fluoroquinolone-susceptible and -resistant strains (n = 50) that had not been tested for mutations in gyrA. Additionally, antibiotic-susceptible strains of serotypes other than Salmonella enterica serovar Typhimurium strains were examined for serotype-specific mutations in gyrB (n = 4), parC (n = 6) and parE (n = 1). Wild-type (WT) control DNA was prepared from Salmonella Typhimurium NCTC 74. The DNA of respective strains was amplified by PCR using Optimase (R) proofreading DNA polymerase. Duplex DNA samples were analysed using an Agilent A1100 HPLC system with a Varian Helix (TM) DNA column. Sequencing was used to validate mutations detected by DHPLC in the strains with unknown mutations. Results: Using this HPLC system, mutations in gyrA, gyrB, parC and parE were readily detected by comparison with control chromatograms. Sequencing confirmed the gyrA predicted mutations as detected by DHPLC in the unknown strains and also confirmed serotype-associated sequence changes in non-Typhimurium serotypes. Conclusions: The results demonstrated that a non-specialist standard HPLC machine fitted with a generally available column can be used to detect SNPs in gyrA, gyrB, parC and parE genes by DHPLC. Wider applications should be possible.

Estudo longitudinal da infecção por Salmonella sp. em um sistema integrado de produção de suínos.

O presente estudo teve por objetivo acompanhar um lote de suínos durante todas as fases zootécnicas de produção, de forma a demonstrar em que momento os animais eram expostos à contaminação por Salmonella sp. e quando observava-se a soroconversão nos mesmos. A unidade produtora de leitões foi escolhida por ter apresentado uma alta prevalência de leitoas de reposição positivas (32%), em avaliação bacteriológica prévia. As matrizes incluídas no estudo (n=19) foram selecionadas de acordo com a idade gestacional (100 dias), identificadas e amostradas para teste bacteriológico e sorológico. Aos 15 dias de lactação, 15 fêmeas deste grupo foram novamente amostradas, sendo 99 leitões, pertencentes às suas leitegadas, igualmente identificados e incluídos no estudo. Subseqüentemente, todos os leitões foram amostrados aos 38 dias e um subgrupo destes (n=56), aos 59 e 80 dias. Em todas as visitas foram coletados sangue e fezes dos animais, amostras de ração e suabe de arrasto das instalações. Ao abate, de 26 animais do grupo acompanhado no estudo foram coletados sangue, conteúdo intestinal e linfonodos mesentéricos. As baias de espera do frigorífico e o caminhão que transportou o lote de animais para o abate foram amostrados por suabes de arrasto. O isolamento de Salmonella sp. foi confirmado por caracterização bioquímica e sorotipificação. No teste de ELISA foi utilizado antígeno LPS de Salmonella Typhimurium e o ponto de corte foi definido por média de densidade ótica de uma população negativa somado a quatro desvios padrões. Entre as fêmeas da gestação, 94,7% (18/19) foram soropositivas, mas nenhuma apresentou isolamento de Salmonella. Por outro lado, aos 15 dias de lactação, a soroprevalência do grupo reduziu para 66,7% (10/15), mas duas fêmeas estavam excretando Salmonella nas fezes. Os leitões foram negativos no isolamento e na sorologia durante todo período de maternidade e creche. Entretanto, já na primeira coleta realizada na terminação (80 dias de idade), 28,6% (16/56) foram soropositivos e 75% (42/56) estavam excretando Salmonella. Ao abate, houve um aumento na soroprevalência 20/26 (76,9%), e 5/26 (19,2%) animais tiveram isolamento de Salmonella no conteúdo intestinal e/ou linfonodos mesentéricos. A avaliação da contaminação ambiental realizado na granja demonstrou que, apenas após o aparecimento de animais excretores no lote, foram encontrados suabes de arrasto positivos nas instalações. Ao lado disto, foi possível isolar Salmonella de 2/26 amostras de ração, sendo todas as amostras positivas provenientes do período final da terminação. As baias de espera do frigorífico apresentaram 25% dos suabes de arrasto positivos antes da entrada do lote. Em todos os animais positivos durante a terminação foi encontrado o sorovar Typhimurium; dois animais tiveram isolamento concomitante do sorovar Senftenberg. Ao abate, os sorovares Typhimurium e Senftenberg foram encontrados em três e dois animais, respectivamente. Todas as amostras de Salmonella isoladas de ração pertenciam ao sorovar Senftenberg, enquanto que as amostras de baias de espera eram S. Panama. A presença do sorovar Senftenberg em animais durante a terminação e ao abate demonstra a possível relação com a contaminação encontrada nas amostras de ração.

Comparação de dois métodos de quantificação de Salmonella sp. em embutidos suínos.

A segurança dos alimentos é uma preocupação mundial e um fator importante na comercialização de produtos de origem animal. A presença de Salmonella sp. em suínos ao abate e em produtos do tipo frescal podem representar um risco para a saúde do consumidor. A análise de risco prevê a avaliação de diferentes fatores, entre eles a quantificação do microrganismo presente no alimento. A partir disso, a contribuição do presente estudo foi buscar estabelecer um método confiável de quantificação de Salmonella sp. em produtos suínos, uma vez que uma das etapas da análise de risco prevê a quantificação do perigo. No caso de Salmonella sp., a técnica da estimativa do Número Mais Provável (NMP) tem sido adotada. Em uma primeira fase desse trabalho, amostras foram quantificadas, individualmente, com três amostras de Salmonella Typhimurium (ATTCC15290 e 2 amostras de suínos) em três diferentes contagens, 101, 102 e 103 UFC. Para o método A, as amostras quantificadas foram adicionadas a 225 mL de água peptonada tamponada, sendo, posteriormente, fracionadas em 3 alíquotas de 50mL, 5mL e 0,5mL. Para o método B, a amostra fortificada foi diluída em água peptonada tamponada até 10-3, sempre em triplicata. Na segunda fase, foram testadas amostras naturalmente contaminadas, utilizando as mesmas metodologias usadas na primeira fase. Todas as alíquotas de ambos métodos foram incubadas a 370C por 18 horas. Após, cada alíquota foi semeada em caldo Rappaport-Vassiliadis (RV) e incubadas à 420C por 24 h e após, em àgar Xylose-Lysine-Tergitol 4 (XLT4) à 370C por 48 h. Colônias suspeitas foram confirmadas por testes bioquímicos. O número de placas positivas para Salmonella sp. foi utilizado para o cálculo do Número Mais Provável, utilizando tabela apropriada. Na segunda fase, os dois métodos foram avaliados em 20 amostras naturalmente contaminadas, mantidas congeladas por até 115 dias. Em 45 ensaios conduzidos, para cada método, em amostras de lingüiça de carne suína contaminadas artificialmente, 38 do método A e 41 do método B resultaram em NMP (95% de intervalo de confiança) concordante com número de UFC de Salmonella inoculado. A maioria das amostras naturalmente contaminada de massa de embutido apresentaram contagens <10NMP/g. A variabilidade encontrada entre os valores de NMP médio foi bastante elevada, tanto entre os métodos como entre repetições de um mesmo método. Isto reflete uma das limitações do método de NMP para estimar a contagem de microrganismos e deverá ser considerada quando o método for aplicado em alimentos naturalmente contaminados e quando aplicado em um estudo de análise de risco. Uma vez que o método B foi o que demonstrou valores médios de NMP mais próximos das quantidades inoculadas, sugere-se que este seja adotado em estudos futuros de quantificação de Salmonella sp. em produtos de origem suína.

Desenvolvimento de um teste de Elisa-LPS para Salmonella e sua aplicação em rebanhos suínos na identificação de fatores de risco associados à infecção.

A implementação de programas de controle de salmonela em suínos, com objetivo de diminuir os riscos de infecção alimentar em humanos, exige métodos rápidos e baratos para medir a intensidade da infecção, bem como reduzir seus fatores de risco. A partir disso, desenvolveu-se um teste de ELISA, utilizando antígeno lipopolissacarídeo do sorovar Typhimurium, pela sua similaridade antigênica com os sorovares prevalentes em suínos no Rio Grande do Sul. O teste padronizado foi utilizado na determinação da soroprevalência em 65 rebanhos suínos, os quais participaram de estudo para identificação de fatores de risco. As granjas foram classificadas em três categorias de soroprevalência, baixa (até 40%), média (40-70%) e alta (mais de 70%) prevalência, estabelecidas como variável explicada. As respostas do questionário contituíram as variáveis explicativas. Aquelas associadas à variável explicada pelo teste de χ2 (p ≤ 0,1) foram submetidas à análise fatorial de correspondência múltipla (AFCM). Paralelamente, foram avaliados seis desinfetantes (amônia quaternária, glutaraldeído, iodóforo, hipoclorito de sódio (1 e 0,1%), fenol e ácido peracético) frente a amostras de Salmonella Typhimurium isoladas de suínos. Os produtos foram testados na presença e ausência de matéria orgânica, sob duas diferentes temperaturas e, posteriormente, frente a 8 isolados com diferentes perfis de resistência antimicrobiana, por um tempo de contato de 5 minutos. O teste de ELISA identificou a soroconversão nos animais inoculados (7 dias p.i.) e contatos (21 dias p.i.), bem como o aumento no número de animais positivos após infecção natural (28,6% para 76,9%). A sensibilidade e a especificidade do teste foram respectivamente de 92 e 100%. Após adaptações para suco de carne, estabelecendo o soro como referência, a sensibilidade do teste para suco de carne foi de 88,12% e a especificidade 70,43%. Em análise de concordância entre os testes, o índice kappa foi de 5,78, com p=0,002 no teste MacNemar. A AFCM identificou a associação da maior soroprevalência com o seguinte grupo de variáveis: nas granjas terminadoras, uso de ração peletizada, distribuição de dejetos a menos de 100m do local de captação de água, não utilização de comedouro do modelo comedouro/bebedouro, transporte com freteiro misturando animais de várias granjas; enquanto nas granjas de ciclo completo apareceram ingredientes de ração desprotegidos de outros animais, ausência de controle de roedores, ração seca, ausência de cerca, não uso da pintura com cal após lavagem e desinfecção e a entrada de outras pessoas além do técnico na granja. Todos os desinfetantes foram eficazes na ausência de matéria orgânica, nas duas temperaturas testadas. Entretanto, quando na presença de matéria orgânica ou após cinco minutos de contato, somente o hipoclorito de sódio (1%), fenol e o ácido peracético foram eficazes. Dessa forma, ao estabelecer uma ferramenta sorológica para medir a infecção pelos principais sorovares de Salmonella que afetam os suínos no sul do Brasil e identificar fatores de risco associados à alta soroprevalência, será possível dar início à implementação e validação de protocolos de controle da infecção em rebanhos.

Antimicrobial resistance of Salmonella serotypes isolated from slaughter-age pigs and environmental samples

The aim of this study was to determine the antimicrobial resistance patterns of Salmonella strains isolated from slaughter-age pigs and environmental samples collected at modern swine raising facilities in Brazil. Seventeen isolates of six serotypes of Salmonella enterica subsp. enterica were isolated out of 1,026 collected samples: Salmonella Typhimurium (1), Salmonella Agona (5), Salmonella Sandiego (5), Salmonella Rissen (1), Salmonella Senftenberg (4), and Salmonella Javiana (1). Resistance patterns were determined to extended-spectrum penicillin (ampicillin), broad-spectrum cephalosporins (cefotaxime and ceftriaxone), aminoglycosides (streptomycin, neomycin, gentamicin, amikacin, and tobramycin), narrow-spectrum quinolone (nalidixic acid), broad-spectrum quinolone (ciprofloxacin and norfloxacin), tetracycline, trimethoprim, and chloramphenicol. Antimicrobial resistance patterns varied among serotypes, but isolates from a single serotype consistently showed the same resistance profile. All isolates were resistant to tetracycline, streptomycin, and nalidixic acid. One isolate, Salmonella Rissen, was also resistant to cefotaxime and tobramycin. All serotypes were susceptible to ceftriaxone, norfloxacin, ciprofloxacin, ampicillin, gentamicin, and chloramphenicol. The high resistance to tetracycline and streptomycin may be linked to their common use as therapeutic drugs on the tested farms. No relation was seen between nalidixic acid and fluoroquinolone resistance.

Identification of Salmonella spp. isolates from chicken abattoirs by multiplex-PCR

The present study was carried out to report the occurrence Salmonella spp., Salmonella Enteritidis, and Salmonella Typhimurium in chicken abattoirs. Samples of feces; feathers; scald, evisceration, and chiller water; and rinse water of non-eviscerated, eviscerated, and chilled carcass were collected from six chicken abattoirs. Salmonella isolates were identified by a multiplex-PCR using three sets of primers targeting the inuA, pefA, and sefA gene sequences from Salmonella spp., S. Typhimurium and S. Enteritidis, respectively. Salmonella spp. was detected in 10% (29/288) of the samples, whereas serovars Enteritidis and Typhimurium were identified in 62% (7/288), respectively. The results indicate the need to improve hygiene and sanitary standards in poultry slaughter lines, besides the education of food handlers and information to consumers. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Prevention of Salmonella infection by contact using intestinal flora of adult birds and/or a mixture of organic acids

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

UTILIZAÇÃO da PRÓPOLIS E ÁLCOOL ETÍLICO NO CONTROLE DE Salmonella em RAÇÕES AVÍCOLAS

Em quatro experimentos foram avaliados como agentes antibacterianos os produtos própolis em solução alcoólica e álcool etílico, adicionados às rações artificialmente contaminadas com os respectivos sorotipos: Salmonella typhimurium Nalr - Specr, (resistentes ao ácido Nalidíxico e a Spectinomicina) nos três primeiros experimentos e Salmonella agona Nalr - Specr, Salmonella infantis Nalr - Specr e Salmonella enteritidis Nalr - Specr no quarto experimento. As rações foram fornecidas a grupos de 10-16 pintos de corte de um dia. em todos os experimentos os produtos testados foram adicionados na base de 2% da ração. Quando se utilizou solução hidroalcóolica de própolis (exp. 1), seguidas 120 horas após o desafio, detectou-se a presença da bactéria nos cecos. No segundo experimento, testou-se a solução de própolis e seu diluente, o álcool etílico; seguidas 96 horas após o desafio, não foi observada a presença da bactéria nos cecos (< 2,0 log10). Avaliou-se, no terceiro experimento, a ação da solução de própolis e do álcool etílico no tempo, adicionados na ração 14 dias e 28 dias antes do fornecimento às aves. Após 72 horas do desafio, a leitura nas placas acusou a presença da bactéria nos cecos. Dentro deste último período, também se avaliou a ação da própolis em pó (extrato seco) e esse mesmo extrato em uma solução aquosa, adicionados à ração 48 horas antes do fornecimento às aves sendo que os resultados confirmaram a presença da bactéria nos cecos. No quarto experimento avaliou-se somente o álcool etílico nas rações artificialmente contaminadas com os sorotipos S. agona, S. enteritidis e S. infantis, registrando-se contagem zero (<2,0 log10) apenas com o último sorotipo. Os resultados obtidos permitem concluir que o tratamento com a solução de própolis apresentou ação sobre a S. typhimurium somente quando em solução alcóolica, dentro de um período de 48 horas, indicando que o efeito bactericida se deveu ao álcool etílico presente na solução. A ação do tratamento com o álcool etílico sobre os demais sorotipos demonstrou resultado parcial sendo observado efeito bactericida nos sorotipos S. typhimurium e S. enteritidis artificialmente inoculados na ração.

The contribution of genes required for anaerobic respiration to the virulence of Salmonella enterica serovar Gallinarum for chickens

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

PREVALENCE of SALMONELLA SPP. ANTIBODIES TO TOXOPLASMA GONDII, and NEWCASTLE DISEASE VIRUS IN FERAL PIGEONS (COLUMBA LIVIA) IN THE CITY of JABOTICABAL, BRAZIL

The rock pigeon (Columba livia) may serve as a reservoir for several pathogenic agents that can be transmitted to poultry, wildlife, domesticated pets, and/or humans via excreta, secretions, or dust from feathers. In addition, ingestion of infected pigeons by wild and domestic animals can also transmit these pathogenic agents. The health status of 126 free-living pigeons in an urban area was evaluated by microbiologic culture for Salmonella and serologic testing for the presence of antibodies for Toxoplasma gondii and for Newcastle disease virus (NDV) from 120 and 109 pigeons, respectively. After drawing blood, the birds were euthanized, and fragments of the liver, spleen, lungs, and gonads, and feces were cultured for Salmonella spp. Salmonella spp. was isolated from 10 birds (7.94%), of which 8 were Salmonella typhimurium, one was Salmonella enterica subsp. enterica serotype 4,12 and one was Salmonella enterica subsp. enterica serotype 4,12,i. Six of 109 pigeons (5.50%) were positive for NDV antibodies when using the hemagglutination inhibition test. Toxoplasma gondii antibodies were detected by immunofluorescence in one of 120 sera tested (0.83%). The results indicate that feral rock pigeons were exposed to NDV and T gondii, although the exposure was low. In addition, these birds had Salmonella spp. and could disseminate this pathogen in the environment.

Mutagenicity and antimutagenicity of (-)-hinokinin a trypanosomicidal compound measured by Salmonella microsome and comet assays

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Mutagenicity of New Lead Compounds to Treat Sickle Cell Disease Symptoms in a Salmonella/Microsome Assay

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Genotoxicity of Brosimum gaudichaudii measured by the Salmonella/microsome assay and chromosomal aberrations in CHO cells

The root bark of Brosimum gaudichaudii Trecul (Moraceae) is popularly used for treatment of vitiligo. In the present study the mutagenic activity of the aqueous and methanolic extract as well as of the n-butanolic fraction of this medicinal plant were evaluated using Salmonella typhimurium assays, TA100, TA98, TA102 and TA97a strains, while the clastogenic effect in Chinese hamster ovary (CHO) cells in the G(1)/S, S and G(2)/S phases of the cell cycle. The results showed mutagenic activity of the aqueous extract against TA102 in the presence of S9, and of methanolic extract, with and without metabolic activation. TA100 mutagenicity was only observed for the methanolic extract in the absence of S9. The n-butanolic fraction did not present mutagenic activity. In CHO cells only the methanolic extract induced a significant increase of chromosomal aberrations in the G(1)/S and S phases, whereas a decrease in the mitotic index was observed in the G(1)/S and G(2)/S phases. No clastogenicity was observed for the aqueous extract. The furocoumarins (psoralen and bergapten) presented in the extracts might contribute to the mutagenicity. The lower activity of the aqueous extract was probably due to the presence of smaller amount of furocoumarins compared to the methanolic extract. (C) 2002 Elsevier B.V. Ireland Ltd. All rights reserved.

Caracterização de sorotipos em linhagens do gênero Salmonella isoladas de diferentes afecções em animais domésticos

Foram caracterizados os sorotipos, o perfil de sensibilidade microbiana e os achados clínico-epidemiológicos em 53 linhagens do gênero Salmonella isoladas de 41 cães, nove equinos e três bovinos, acometidos por diferentes manifestações clínicas entre 1997 e 2007. Salmonella Typhimurium (45,3%), Salmonella enterica (22,6%), Salmonella Enteritidis (7,5%), Salmonella enterica subsp enterica 4,5,12i (5,7%), Salmonella Newport (5,7%), Salmonella Dublin (3,8%), Salmonella Agona (3,8%), Salmonella Glostrup (3,8%), Salmonella Saintpaul (1,8%) foram os sorotipos encontrados. Ciprofloxacina (100,0%), norfloxacina (100,0%) e gentamicina (100,0%) foram os antimicrobianos mais efetivos, enquanto a maior resistência das linhagens foi observada para ceftiofur (28,5%) e florfenicol (7,0%). As linhagens foram isoladas de animais com enterite, infecção do trato urinário, septicemia, piometra, pneumonia e conjuntivite. Ressalta-se para o predomínio do sorovar Typhimurium nas diferentes manifestações da salmonelose nos animais. Destaca-se, também, a identificação de sorotipos nos animais que também são observados em casos de salmonelose em humanos

THE EFFECT OF CARBOHYDRATE ADMINISTRATION ON EXPERIMENTAL-INFECTION WITH SALMONELLA SEROTYPES IN CHICKENS

Carbohydrates and cultures of faecal microflora were administered to newly hatched chicks to prevent infection with Salmonella typhimurium Salmonella enteritidis, Salmonella agona and Salmonella infantis. Birds were killed 72 hours after challenge and the number of viable Salmonella organisms in their caecal contents estimated. Carbohydrates did not promote efficient control of infection with the Salmonella serotypes tested whereas cultures of faecal microflora completely prevented infection with all serotypes.