The use of enzyme-linked immunosorbent assay and immunoblotting for the detection of Campylobacter fetus immunoglobulins in the cervico-vaginal mucus of female cattle

An indirect enzyme-linked immunosorbent assay was developed to detect antigen-specific secretory IgA antibodies to Campylobacter fetus subsp. venerealis in bovine vaginal mucus with a protein extract of the Campylobacter fetus subsp. venerealis by the acid glycine extraction method. Mean optical density measurement (λ=450 nm) was 0.143±0.9. The most immunoreactive protein bands of the Campylobacter fetus subsp. venerealis or Campylobacter fetus subsp. fetus recognized by IgA in immunoblotting, using bovine vaginal mucus samples, migrate at 42.6 kDa. The protein that migrates at 93 kDa was recognized exclusively for C. fetus subsp. venerealis. A positive vaginal mucus sample of a cow from negative herd recognized antigens of C. jejuni subsp. jejuni e C. fetus subsp. fetus.

Production and characterization of monoclonal antibodies against Campylobacter fetus subsp. venerealis

Myeloma cells Sp2/0-Ag14 and spleen cells from BALB/c mouse immunized with sonicated Campylobacter fetus subsp. venerealis NCTC 10354 were fused with polyethylene glycol (PEG) for the selection of clones producing antibodies. Clones were obtained by limiting dilution and screened for the production of specific antibodies to C. fetus subsp. venerealis NCTC 10354 by indirect ELISA and western blot against a panel of bacteria: C. fetus subsp. venerealis NCTC 10354, C. fetus subsp fetus ADRI 1812, C. sputorum biovar sputorum LMG 6647, C. lari NCTC 11352, and Arcobacter skirrowii LMG 6621 for the ELISA and C. fetus subsp. venerealis NCTC 10354 and C. sputorum biovar sputorum LMG 6647 for the western blotting. Fifteen clones producing monoclonal antibodies (MAbs) anti-C. fetus subsp. venerealis of the IgM (1) and IgG (14) classes were further screened for species-specificity. Four clones of the 15 obtained were producers of species-specific monoclonal antibodies (MAbs): two were specific for C. fetus subsp. venerealis and two were specific for C. fetus subsp. fetus. None of the clones were reactive against C. sputorum biovar sputorum LMG 6647. All clones recognized a protein with molecular mass of approximately 148 kDa from lysed C. fetus subsp. venerealis NCTC 10354.

Occurrence of Campylobacter jejuni and C. coli on broiler carcasses after chilling in southern Brazil

Campylobacter jejuniand C. colihave been associated with gastrointestinal disorders in human beings, due mainly to the consumption of chicken meat. Despite control measures for reducing contamination by these bacteria, the detection of Campylobacter in carcasses after chilling remains high.A total of 105 carcasses were assessed by the horizontal detection method in five federally inspected slaughterhouses in southern Brazil in 2012 and in the first three months of 2013. Campylobacterwas isolated in 37.1% of the carcasses, of which 97.5% contained C. jejuni and 2.5% were infected by C. coli. The rate of positive carcasses across the slaughterhouses ranged from 0 to 71.4%. Determining the occurrence of Campylobacteramong flocks is crucial for estimating the microbial load at specific points along the slaughtering process and for minimizing the risk of contamination of end products by Campylobacter.

Occurrence and characterization of Campylobacter spp.isolates in dogs, cats and children

To improve the understanding of implications of Campylobacterspp. infections in pets and children of different environments were analysed 160 faecal samples from children and 120 from pets (103 dogs and 17 cats). Campylobacter spp. were detected in 6.87% of the children and in 18.3% of the dogs and cats. From 33 stool samples positive for Campylobacter spp., 57.6% were identified as C. jejuni, and 33.4% were identified as C. coli. More than 50% of the isolates in pets were resistant to ceftiofur, sulphazotrim, norfloxacin and tetracycline. In humans, most of the isolates were resistant to amoxicillin, cefazolin, ceftiofur, erythromycin and norfloxacin. From 19 isolates of C. jejuni, 11 isolates from children and 5 from dogs contained two to four of the virulence genes flaA, pldA, cadF or ciaB.We found an association between the presence of virulence genes and diarrhoea. Furthermore, an association was observed between the presence of Campylobacter spp. and diarrhoea in dewormed pets with blood picture suggestive of bacterial infection, and the therapeutic use of antibiotics was associated with more positive detection of Campylobacterspp. in the faeces of pets. Our data indicate that virulent strains of Campylobacter spp. can be risk factor to diarrhoea in animals, and that high resistance to antimicrobial agents is common in pets.

Detecção de resistência às fluoroquinolonas em Campylobacter isolados de frangos de criação orgânica

Resumo Estudos têm revelado que a resistência às quinolonas em cepas de Campylobacter está relacionada à presença da mutação Treonina-86 para Isoleucina. Com o objetivo de investigar a presença dessa mutação em cepas de Campylobacter sensíveis e resistentes à ciprofloxacina e enrofloxacina, o conteúdo cecal de 80 frangos de corte de criação orgânica, abatidos sob Serviço de Inspeção Estadual (S.I.E.) do Estado do Rio de Janeiro, foram coletados e investigados para a presença de Campylobacter. A determinação da resistência à ciprofloxacina e enrofloxacina foi feita pela técnica de difusão em disco e de diluição em ágar para determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM). A detecção da mutação na Região Determinante de Resistencia às Quinolonas (RDRQ) no gene gyrA foi realizada através de sequenciamento. Campylobacter foi isolado a partir de 100% das amostras avaliadas, sendo 68,75% correspondente à C. jejuni e 31,25% à C. coli. No teste de difusão em disco, 100% das cepas foram resistentes à ciprofloxacina e 56,25% das cepas foram resistentes à enrofloxacina. No teste de diluição em ágar, todas as cepas foram resistentes à ciprofloxacina apresentando CIM variando de ≥ 16-64μg/mL, e resistência ou resistência intermediaria à enrofloxacina foi detectada em 42,50% (CIM ≥ 4-32μg/mL) e 38,75% (CIM = 2μg/mL) das cepas, respectivamente. A mutação Tre-86-Ile, foi observada em 100% das cepas analisadas. Além dessa mutação, foram observadas outras mutações não silenciosas (Val-73-Glu, Ser-114-Leu, Val-88-Asp, Ala-75-Asp, Ser-119-Gli, Arg-79-Lis) e mutações silenciosas (His-81-His, Ser-119-Ser, Ala-120-Ala, Fen-99-Fen, Ala-122-Ala, Gli-74-Gli, Ile-77-Ile, Ala-91-Ala, Leu-92-Leu, Val-93-Val, Ile-106-Ile, Tre-107-Tre, Gli-113-Gli, Ile-115-Ile, Gli-110-Gli). A observação de que cepas sensíveis à enrofloxacina pelos testes fenotípicos apresentavam a substituição Tre-86 para Ile sugere que outros mecanismos podem contribuir para a resistência à enrofloxacina em Campylobacter.

Resistance to β-lactam and tetracycline in Campylobacter spp.isolated from broiler slaughterhouses in southern Brazil

Abstract The study was carried out to screen and analyze the genetic characteristics of antimicrobial resistance in Campylobacter spp. from poultry sources. A total of 141 strains of Campylobacter isolated from samples of broilers of slaughterhouses in southern Brazil was identified by phenotypic and genotypic methods. Campylobacter isolates were evaluated for its antimicrobial susceptibility and the presence of resistance genes. The strains were investigated for antimicrobial susceptibility against two agents (ampicillin and tetracycline) by disk diffusion method. PCR assay was used to confirm the specie and the presence of ampicillin (blaOXA-61), tetracycline tet(O), and the energy-dependent multi-drug efflux pump (cmeB) genes. Campylobacter jejuni was the most ubiquitous; its presence was determined in 140 samples out of 141 (99.3%), whereas Campylobacter coli was found only in one of the contaminated samples (0.70%). The results obtained showed 65% and 35.5% of Campylobacter isolates resistant to β-lactams and tetracyclines, respectively. The cmeB gene responsible for multidrug resistance was detected in 26 isolates out 141 strains (18.5%). Moreover, 36 out of 141 Campylobacter strains (25.6%) were found to be resistant to at least two different antimicrobia resistance markers (β-lactams and tetracyclines).

Detecção dos genes codificantes da toxina CDT, e pesquisa de fatores que influenciam na produção de hemolisinas em amostras de Campylobacter jejuni de origem avícola

Resumo: Membros termofílicos do gênero Campylobacter são reconhecidos como importantes enteropatógenos para o ser humano e animais. A grande diversidade ecológica destes micro-organismos em diferentes habitats tais como água, animais e alimentos predispõem ao aparecimento de novos fatores de virulência. Este trabalho teve por objetivo detectar os genes codificantes da Toxina Distensiva Citoletal (CDT) por meio da técnica de PCR, pesquisar a atividade de hemolisinas e a influência de soluções quelantes e de íons nesta atividade. Foram utilizadas 45 amostras de Campylobacter jejuni de origem avícola para pesquisa de atividade hemolítica, cultivadas em Caldo Triptona de Soja (TSB). Após o crescimento bacteriano, as amostras foram semeadas em Ágar tríptico de soja (TSA) contendo 5% de sangue de ovino. Para verificar a influência de agentes quelantes e solução de íons na atividade hemolítica, as amostras de C. jejuni foram cultivadas em TSB contendo separadamente os quelantes EDTA, ácido acético, soluções de íons CaCl2, MgCl2 e FeCl3, em atmosfera de microaerofilia. Quanto à atividade de hemolisina de C. jejuni em placas de TSA - sangue ovino foi possível observar que houve hemólise em 40% das amostras analisadas apenas com caldo TSB. Somente o ácido acético apresentou ação quelante sobre a atividade de hemolisinas em amostras de C. jejuni semeadas em placas de TSA - sangue ovino. Para detecção dos genes cdtA, cdtB e cdtC através da técnica da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) foram utilizadas 119 amostras de C. jejuni de origem avícola. Foi possível observar que 37,8% possuíam o perfil de genes cdtABC. Os resultados demonstraram em amostras avícolas a presença de cepas de C. jejuni com potencial virulento, devido à presença dos genes da toxina CDT e potencial hemolítico, que apresentou ação reduzida in vitro com ácido acético.

Efecto de extractos de productos naturales para controlar la presencia de campylobacter jejuni y salmonella spp. en carne molida de pollo.

Tesis (Maestría en Ciencias con Acentuación en Microbiología) UANL, 2010.

Prevalencia y susceptibilidad a antimicrobianos de campylobacter jejuni y C. coli aislados de alimentos mediante el desarrollo de un método rápido.

Tesis (Doctor en Ciencias con Acentuación en Microbiología) UANL, 2011.

Extractos de cítricos como inhibidores del quórum sensing en campylobacter jejuni y su efecto sobre algunos factores de virulencia relacionados.

Tesis (Doctor en Ciencias con especialidad en Microbiología) UANL, 2014.

Le système de recombinaison site-spécifique dif/Xer de Campylobacter jejuni

Chez les bactéries à chromosome circulaire, la réplication peut engendrer des dimères que le système de recombinaison site-spécifique dif/Xer résout en monomères afin que la ségrégation des chromosomes fils et la division cellulaire se fassent normalement. Ses composants sont une ou deux tyrosines recombinases de type Xer qui agissent à un site de recombinaison spécifique, dif, avec l’aide de la translocase FtsK qui mobilise l’ADN au septum avant la recombinaison. Ce système a été d’abord identifié et largement caractérisé chez Escherichia coli mais il a également été caractérisé chez de nombreuses bactéries à Gram négatif et positif avec des variantes telles que les systèmes à une seule recombinase comme difSL/XerS chez Streptococcus sp et Lactococcus sp. Des études bio-informatiques ont suggéré l’existence d’autres systèmes à une seule recombinase chez un sous-groupe d’ε-protéobactéries pathogènes, dont Campylobacter jejuni et Helicobacter pylori. Les acteurs de ce nouveau système sont XerH et difH. Dans ce mémoire, les premières recherches in vitro sur ce système sont présentées. La caractérisation de la recombinase XerH de C. jejuni a été entamée à l’aide du séquençage de son gène et de tests de liaison et de clivage de l’ADN. Ces études ont montré que XerH pouvait se lier au site difSL de S. suis de manière non-coopérative : que XerH peut se lier à des demi-sites de difSL mais qu’elle ne pouvait, dans les conditions de l’étude effectuer de clivage sur difSL. Des recherches in silico ont aussi permis de faire des prédictions sur FtsK de C. jejuni.

Caractérisation phénotypique et génotypique de Campylobacter jejuni et évaluation d’une stratégie de contrôle de la colonisation du poulet de chair par ce pathogène alimentaire

Campylobacter jejuni est l’agent causal de la campylobactériose, infection bactérienne importante en santé publique. Un des vecteurs de transmission de C. jejuni pour l’humain est le poulet via la chaîne alimentaire. Les mécanismes impliqués dans colonisation caecale commensale des oiseaux par C. jejuni sont toujours peu caractérisés, bien qu’une meilleure compréhension de ces mécanismes puisse apporter des solutions pour le contrôle du pathogène à la ferme. Cette étude avait pour buts de caractériser les propriétés phénotypiques et les facteurs génétiques impliqués dans la colonisation du poulet par C. jejuni et d’identifier de nouveaux mécanismes impliqués dans cette association. Des souches, issues d’élevages conventionnels échantillonnés en 2003 et en 2008 ainsi que d’élevages biologiques, ont été caractérisées afin d’obtenir leur profil de résistance aux antibiotiques, leur autoagglutination et leur chimiotactisme. Les souches des élevages conventionnels ont de plus été caractérisées pour leur capacité à adhérer et envahir une culture primaire de cellules caecales de poulet. Une puce à ADN a été développée pour détecter la présence de 254 gènes et variants associés à la colonisation des poulets ainsi qu’à la résistance aux antibiotiques chez les souches issues d’élevages conventionnels. Les propriétés phénotypiques et la présence de certains gènes chez les souches ont par la suite été comparées. Finalement, des souches ayant des caractéristiques différentes ont été utilisées dans un modèle de colonisation du poulet pour évaluer l’efficacité d’un nouvel additif alimentaire à base d’acides organiques et d’huiles essentielles sur le contrôle de C. jejuni. Les propriétés phénotypiques des souches étaient très variées et n’étaient pas corrélées entre elles, à l’exception de l’adhésion et de l’invasion. L’analyse génétique a révélé que le contenu en gènes des souches était variable, notamment au niveau des gènes de l’enveloppe bactérienne, au flagelle, aux récepteurs du chimiotactisme et à la résistance à l’arsenic. Les souches de 2003 et de 2008 étaient semblables lorsque leur contenu en gènes ainsi que leurs propriétés phénotypiques étaient comparés. Des gènes possiblement associés à un fort ou un faible potentiel de colonisation ont été identifiés. L’additif alimentaire a diminué la contamination des carcasses bien qu’une augmentation de la colonisation intestinale ait été observée pour certaines souches. La moitié des lots de poulets d’origine biologique étaient positifs pour C. jejuni. Les souches issues de ce type d’élevage étaient peu résistantes aux antibiotiques et possédaient des phénotypes variés. Cette étude a permis de mieux définir les caractéristiques importantes de C. jejuni qui sont associées à la colonisation intestinale du poulet. Elle a établi pour la première fois au Canada la présence du pathogène dans les élevages de poulets biologiques. Cette étude fait partie des quelques études qui décrivent la présence des gènes de colonisation et de résistance aux antibiotiques dans une collection de souches issues uniquement du poulet. Elle a également remis en doute l’importance de certains gènes dans la colonisation. La caractérisation exhaustive des souches a également permis d’identifier de nouveaux gènes possiblement associés à la colonisation de poulet par C. jejuni. Finalement, elle a indiqué que l’utilisation d’un mélange d’huiles essentielles et d’acide organique encapsulés pouvait être efficace pour réduire la contamination des carcasses de poulet par C. jejuni et que son effet était souche-dépendant.

Campylobacter dans différents environnements aquatiques : quantification et génotypage afin de mieux évaluer les risques potentiels d’infection pour l’être humain

Campylobacter est l’agent pathogène zoonotique responsable de la majorité des gastro-entérites d’origine bactérienne chez l’homme. Les produits de volaille représentent la principale source d’infection; toutefois, l’exposition peut également découler de contacts directs avec les animaux ou avec l’eau. Une forte variation saisonnière est présente dans les cas rapportés, qui n’est toujours pas élucidée : les eaux environnementales, sources d’infection connues, sont soupçonnées. Cette étude transversale a été réalisée dans la région Sud-Est du Québec (Canada) où Campylobacter fut quantifié et génotypé à partir de différentes sources d’eau (eaux de captage, récréatives et usées) et de cas cliniques afin d’évaluer les risques potentiels posé par l’eau environnementale. Différents essais PCR en temps réel furent appliqués à l’eau environnementale et comparés: 2 ont été sélectionnés pour leur spécificité et sensibilité de quantification. Les courbes standards ont été calibrées en utilisant la PCR digitale pour déterminer précisément les concentrations. Les isolats environnementaux et cliniques furent comparés génétiquement en utilisant le CGF (« comparative genomic fingerprinting »). Les eaux usées étaient plus contaminées que les eaux de captage et récréatives (3.9Log, 1.7Log et 1.0Log cellules/L en moyenne, respectivement). Six pour cent des isolats d’eaux environnementales étaient génétiquement similaires (100 % homologie) aux isolats cliniques. Les cas cliniques de campylobactériose d’été montraient des isolats avec davantage de similarités génétiques avec les isolats retrouvés dans l’eau environnementale comparativement aux autres saisons (p<0.01). Les faibles concentrations et similarités génétiques entre les isolats d’eau et cliniques suggèrent un risque de transmission possible, mais faible.

Extensive characterization of Campylobacter jejuni chicken isolates to uncover genes involved in the ability to compete for gut colonization

Background: Campylobacter jejuni is responsible for human foodborne enteritis. This bacterium is a remarkable colonizer of the chicken gut, with some strains outcompeting others for colonization. To better understand this phenomenon, the objective of this study was to extensively characterize the phenotypic performance of C. jejuni chicken strains and associate their gut colonizing ability with specific genes. Results: C. jejuni isolates (n = 45) previously analyzed for the presence of chicken colonization associated genes were further characterized for phenotypic properties influencing colonization: autoagglutination and chemotaxis as well as adhesion to and invasion of primary chicken caecal cells. This allowed strains to be ranked according to their in vitro performance. After their in vitro capacity to outcompete was demonstrated in vivo, strains were then typed by comparative genomic fingerprinting (CGF). In vitro phenotypical properties displayed a linear variability among the tested strains. Strains possessing higher scores for phenotypical properties were able to outcompete others during chicken colonization trials. When the gene content of strains was compared, some were associated with different phenotypical scores and thus with different outcompeting capacities. Use of CGF profiles showed an extensive genetic variability among the studied strains and suggested that the outcompeting capacity is not predictable by CGF profile. Conclusion: This study revealed a wide array of phenotypes present in C. jejuni strains, even though they were all recovered from chicken caecum. Each strain was classified according to its in vitro competitive potential and its capacity to compete for chicken gut colonization was associated with specific genes. This study also exposed the disparity existing between genetic typing and phenotypical behavior of C. jejuni strains.

Chicken Caecal Microbiome Modifications Induced by Campylobacter jejuni Colonization and by a Non-Antibiotic Feed Additive

Campylobacter jejuni is an important zoonotic foodborne pathogen causing acute gastroenteritis in humans. Chickens are often colonized at very high numbers by C. jejuni, up to 109 CFU per gram of caecal content, with no detrimental effects on their health. Farm control strategies are being developed to lower the C. jejuni contamination of chicken food products in an effort to reduce human campylobacteriosis incidence. It is believed that intestinal microbiome composition may affect gut colonization by such undesirable bacteria but, although the chicken microbiome is being increasingly characterized, information is lacking on the factors affecting its modulation, especially by foodborne pathogens. This study monitored the effects of C. jejuni chicken caecal colonization on the chicken microbiome in healthy chickens. It also evaluated the capacity of a feed additive to affect caecal bacterial populations and to lower C. jejuni colonization. From day-0, chickens received or not a microencapsulated feed additive and were inoculated or not with C. jejuni at 14 days of age. Fresh caecal content was harvested at 35 days of age. The caecal microbiome was characterized by real time quantitative PCR and Ion Torrent sequencing. We observed that the feed additive lowered C. jejuni caecal count by 0.7 log (p<0.05). Alpha-diversity of the caecal microbiome was not affected by C. jejuni colonization or by the feed additive. C. jejuni colonization modified the caecal beta-diversity while the feed additive did not. We observed that C. jejuni colonization was associated with an increase of Bifidobacterium and affected Clostridia and Mollicutes relative abundances. The feed additive was associated with a lower Streptococcus relative abundance. The caecal microbiome remained relatively unchanged despite high C. jejuni colonization. The feed additive was efficient in lowering C. jejuni colonization while not disturbing the caecal microbiome.