Comparative study of Mycobacterium bovis primary isolation methods

For the definitive diagnosis of bovine tuberculosis, isolation of the etiologic agent is required. However, there is no consensus on the best methodology for isolation of Mycobacterium bovis in Brazil. This study evaluated the most used decontaminants and culture media in the country, in order to identify the best combination for the Brazilian samples. Three decontaminants - 2% sodium hydroxide (w/v), 0.75% hexadecylpiridinium chloride (w/v) and 5% sulphuric acid (v/v) and four culture media - 7H11 Middlebrook with additives and OADC supplement A (7H11 A), the same media with another supplement trademark (7H11 B), tuberculosis blood agar (B83) and Stonebrink's medium were compared. Regarding the isolation, there were no significant differences between the decontaminants and media combinations, except 7H11A combined to any decontaminant. However, the mean colonies score was significantly greater when the samples were decontaminated with 5% sulphuric acid and inoculated in 7H11 B or SB, without significant difference between them, although colonies appeared earlier on 7H11B than on SB. The trademark of OADC supplement influenced the isolation rate and the number of isolated colonies in Middlebrook 7H11. An incubation time of four weeks was required to detect all positive samples in 7H11 B after decontamination with 5% sulphuric acid but there was an increase in the number of colonies until the sixth week of incubation. Overall, the best strategy for the primary isolation of M. bovis from Brazilian samples was the decontamination with 5% sulphuric acid (final concentration) and inoculation in Middlebrook 7H11 medium formulated with OADC supplement "B".(AU)

Cryopreservation of Mycobacterium bovis isolates / Criopreservação de isolados de Mycobacterium bovis

Research, development of new biotechnological methods, diagnostic tests, confirmation of results, and reinvestigations are possible because of the availability of well-preserved living organisms maintained without any changes. Cryopreservation is a simpler, more reliable and long-term stable method for culture maintenance. Storage temperature and composition of the suspending vehicle are factors that affect the viability of mycobacterial strains. Three vehicles and three storage temperatures were evaluated to define a suitable cryoprotective medium for the preservation of Mycobacterium bovis strains. Colonies of sixteen M. bovis isolates were used to prepare the suspensions, which were then added to three vehicles: sterile 0.85% saline solution (SS), Middlebrook 7H9 broth (7H9), and Middlebrook 7H9 broth with sodium pyruvate (7H9p) replacing glycerol. Aliquots of these suspensions were frozen by three different methods, directly in the -20C freezer, directly in the -80C freezer, and at -196C by immersion in liquid nitrogen (LN). The frozen aliquots were thawed at room temperature after 45, 90 and 120 days. Mycobacterial viability was assessed by counting the living cells on plates of Stonebrink medium before and after the freezing procedure. Storage at -20C exhibited a lower recovery of M. bovis compared to storage at -80C (Dunns test, p=0.0018) and LN (Dunn’s test, p=0.1403), yet –80°C showed better results than LN. All three suspending vehicles showed no statistically significant difference in terms of viability (Friedman’s test, p=0.7765). Given the low loss proportion of 5% during storage at –20°C and the high cost equipment required for storage at –80°C and LN, we recommend storage at –20°C or –80°C, when this is available, for preservation of M. bovis field strains.

Pesquisa, desenvolvimento de novos métodos biotecnológicos, testes diagnósticos, confirmação de resultados e reinvestigações são possíveis por causa da disponibilidade de organismos vivos bem preservados e mantidos inalterados. A criopreservação tem mostrado ser um método de manutenção de cultura mais simples, mais confiável e estável em longo prazo. Temperatura de armazenamento e composição do veículo de suspensão são fatores que afetam a viabilidade de cepas micobacterianas. Três veículos e três temperaturas de armazenamento foram avaliados para definir um meio crioprotetor adequado para preservação de estirpes de Mycobacterium bovis. Colônias de 16 isolados de M. bovis foram usadas na preparação de suspensões, as quais foram adicionadas a três veículos: solução salina a 0,85% estéril, caldo Middlebrook 7H9 (7H9) e caldo Middlebrook 7H9 com piruvato de sódio (7H9p) substituindo o glicerol. Alíquotas dessas suspensões foram congeladas por três métodos diferentes, direto em freezer a -20C, direto em freezer a -80C e a -196C por imersão em nitrogênio líquido (LN). As amostras foram descongeladas a temperatura ambiente após 45, 90 e 120 dias. A viabilidade das micobactérias foi avaliada pela contagem de células vivas em placas com meio Stonebrink, antes e depois dos processos de congelamento. Armazenamento a -20C exibiu menor recuperação de M. bovis comparado a -80C (Teste de Dunn, p=0.0018) e LN (Teste de Dunn, p=0.0352). Não houve diferença entre armazenamento a –80°C e LN (Teste de Dunn, p=0.1403), mas –80°C apresentou melhores resultados do que LN. Os três veículos de suspensão não apresentaram diferença estatística (Teste de Friedman, p=0.7765). Dada à baixa proporção de perda (5%) durante o armazenamento a –20°C e ao alto custo do equipamento necessário para o armazenamento a –80°C, nós recomendamos o armazenamento a –20°C ou –80°C, quando disponível, para a preservação das estirpes de campo de M. bovis.

Cryopreservation of Mycobacterium bovis isolates / Criopreservação de isolados de Mycobacterium bovis

Research, development of new biotechnological methods, diagnostic tests, confirmation of results, and reinvestigations are possible because of the availability of well-preserved living organisms maintained without any changes. Cryopreservation is a simpler, more reliable and long-term stable method for culture maintenance. Storage temperature and composition of the suspending vehicle are factors that affect the viability of mycobacterial strains. Three vehicles and three storage temperatures were evaluated to define a suitable cryoprotective medium for the preservation of Mycobacterium bovis strains. Colonies of sixteen M. bovis isolates were used to prepare the suspensions, which were then added to three vehicles: sterile 0.85% saline solution (SS), Middlebrook 7H9 broth (7H9), and Middlebrook 7H9 broth with sodium pyruvate (7H9p) replacing glycerol. Aliquots of these suspensions were frozen by three different methods, directly in the -20C freezer, directly in the -80C freezer, and at -196C by immersion in liquid nitrogen (LN). The frozen aliquots were thawed at room temperature after 45, 90 and 120 days. Mycobacterial viability was assessed by counting the living cells on plates of Stonebrink medium before and after the freezing procedure. Storage at -20C exhibited a lower recovery of M. bovis compared to storage at -80C (Dunns test, p=0.0018) and LN (Dunns test, p=0.1403), yet –80°C showed better results than LN. All three suspending vehicles showed no statistically significant difference in terms of viability (Friedmans test, p=0.7765). Given the low loss proportion of 5% during storage at –20°C and the high cost equipment required for storage at –80°C and LN, we recommend storage at –20°C or –80°C, when this is available, for preservation of M. bovis field strains.(AU)

Pesquisa, desenvolvimento de novos métodos biotecnológicos, testes diagnósticos, confirmação de resultados e reinvestigações são possíveis por causa da disponibilidade de organismos vivos bem preservados e mantidos inalterados. A criopreservação tem mostrado ser um método de manutenção de cultura mais simples, mais confiável e estável em longo prazo. Temperatura de armazenamento e composição do veículo de suspensão são fatores que afetam a viabilidade de cepas micobacterianas. Três veículos e três temperaturas de armazenamento foram avaliados para definir um meio crioprotetor adequado para preservação de estirpes de Mycobacterium bovis. Colônias de 16 isolados de M. bovis foram usadas na preparação de suspensões, as quais foram adicionadas a três veículos: solução salina a 0,85% estéril, caldo Middlebrook 7H9 (7H9) e caldo Middlebrook 7H9 com piruvato de sódio (7H9p) substituindo o glicerol. Alíquotas dessas suspensões foram congeladas por três métodos diferentes, direto em freezer a -20C, direto em freezer a -80C e a -196C por imersão em nitrogênio líquido (LN). As amostras foram descongeladas a temperatura ambiente após 45, 90 e 120 dias. A viabilidade das micobactérias foi avaliada pela contagem de células vivas em placas com meio Stonebrink, antes e depois dos processos de congelamento. Armazenamento a -20C exibiu menor recuperação de M. bovis comparado a -80C (Teste de Dunn, p=0.0018) e LN (Teste de Dunn, p=0.0352). Não houve diferença entre armazenamento a –80°C e LN (Teste de Dunn, p=0.1403), mas –80°C apresentou melhores resultados do que LN. Os três veículos de suspensão não apresentaram diferença estatística (Teste de Friedman, p=0.7765). Dada à baixa proporção de perda (5%) durante o armazenamento a –20°C e ao alto custo do equipamento necessário para o armazenamento a –80°C, nós recomendamos o armazenamento a –20°C ou –80°C, quando disponível, para a preservação das estirpes de campo de M. bovis.(AU)

Influence of the incubation conditions on culture media to optimize primary isolation of Mycobacterium bovis / Influência das condições de incubação nos meios de cultura para otimizar o primo isolamento de Mycobacterium bovis

The isolation of Mycobacterium bovis is critical to a surveillance system for bovine tuberculosis based on detection of lesions in abattoirs. Thus, four solid culture media and three incubation conditions were investigated to elucidate which combination overcomes the others by assessing growth, time to the first appearance of colonies and their number. Ninety-seven samples of granulomatous lesions were submitted to the decontamination procedure by 1-hexadecylpyridinium chloride at 0.75% w/v, and inoculated on two egg-based media, Stonebrinks (ST) and Lõwenstein-Jensens with sodium pyruvate (LJp), and two agar-based media, tuberculosis blood agar (B83) and Middlebrook 7H11 medium (7H11). Each medium was incubated at 37°C for 90 days in three incubation conditions: in air, in air containing 10% carbon dioxide (CO2), and in air in slopes closed with burned hydrophobic cotton and subsequently plugged with a cork to create a microaerophilic atmosphere. The colonies appeared faster and in higher number when incubated in air containing 10% CO2 (p < 0.01), independent of media. B83 showed a faster growth and detected more isolates at 30 days of incubation, when compared to ST (0.0178), LJp (p < 0.0001) and 7H11 (p < 0.0001), though there was no difference between B83, ST and LJp at 60 and 90 days of incubation. 7H11 presented the lowest number of isolates (p < 0.0001) and a longer period for the appearance of the first colony (p < 0.001). According to our findings, the concomitant use of ST and B83 media incubated in air containing 10% CO2 increases the isolation of M. bovis in a shorter period of time, which improves bovine tuberculosis diagnosis.(AU)

O isolamento do Mycobacterium bovis é fundamental para um sistema de vigilância para tuberculose bovina baseado na detecção de lesões em abatedouro. Assim, quatro meios de cultura sólidos e três condições de incubação foram investigados para elucidar qual combinação supera as outras através da avaliação de crescimento, tempo para o aparecimento da primeira colônia e número de colônias. Noventa e sete amostras de lesões granulomatosas foram submetidas ao processo de descontaminação por cloreto de 1-hexadecilpiridínio a 0,75%, e inoculadas em dois meios a base de ovo, Stonebrink (ST) e Lõwenstein-Jensen com piruvato de sódio (LJp), e dois meios a base de ágar, ágar sangue tuberculose (B83) e Middlebrook 7H11 (7H11). Cada meio foi incubado a 37°C por 90 dias, em três condições de incubação: em atmosfera normal, em atmosfera com acréscimo de 10% de dióxido de carbono (CO2), e em atmosfera normal em tubos fechados com algodão hidrófobo queimado e subsequentemente fechado com rolha para criar uma atmosfera microaerófila. As colônias apareceram mais rapidamente e em maior número quando incubadas em atmosfera com 10% de CO2 (p < 0,01), independente dos meios. As micobactérias cresceram em maior abundância e mais rapidamente no meio B83 aos 30 dias de incubação, comparado a ST (0,0178), LJp (p < 0,0001) e 7H11 (p < 0,0001), apesar de não ter havido diferença entre B83, ST e LJp aos 60 e 90 dias de incubação. 7H11 exibiu o número mais baixo de isolados (p < 0,0001) e um período mais longo para o aparecimento da primeira colônia (p < 0,001). De acordo com nossos resultados, o uso concomitante dos meios ST e B83, incubados em atmosfera com acréscimo de 10% de CO2, aumenta a proporção de isolados e o número de UFC de M. bovis, além de abreviar o tempo para aparecimento das primeiras colônias, melhorando o diagnóstico direto de tuberculose.(AU)

Influence of the incubation conditions on culture media to optimize primary isolation of Mycobacterium bovis / Influência das condições de incubação nos meios de cultura para otimizar o primo isolamento de Mycobacterium bovis

The isolation of Mycobacterium bovis is critical to a surveillance system for bovine tuberculosis based on detection of lesions in abattoirs. Thus, four solid culture media and three incubation conditions were investigated to elucidate which combination overcomes the others by assessing growth, time to the first appearance of colonies and their number. Ninety-seven samples of granulomatous lesions were submitted to the decontamination procedure by 1-hexadecylpyridinium chloride at 0.75% w/v, and inoculated on two egg-based media, Stonebrink’s (ST) and Lõwenstein-Jensen’s with sodium pyruvate (LJp), and two agar-based media, tuberculosis blood agar (B83) and Middlebrook 7H11 medium (7H11). Each medium was incubated at 37°C for 90 days in three incubation conditions: in air, in air containing 10% carbon dioxide (CO2), and in air in slopes closed with burned hydrophobic cotton and subsequently plugged with a cork to create a microaerophilic atmosphere. The colonies appeared faster and in higher number when incubated in air containing 10% CO2 (p < 0.01), independent of media. B83 showed a faster growth and detected more isolates at 30 days of incubation, when compared to ST (0.0178), LJp (p < 0.0001) and 7H11 (p < 0.0001), though there was no difference between B83, ST and LJp at 60 and 90 days of incubation. 7H11 presented the lowest number of isolates (p < 0.0001) and a longer period for the appearance of the first colony (p < 0.001). According to our findings, the concomitant use of ST and B83 media incubated in air containing 10% CO2 increases the isolation of M. bovis in a shorter period of time, which improves bovine tuberculosis diagnosis.

O isolamento do Mycobacterium bovis é fundamental para um sistema de vigilância para tuberculose bovina baseado na detecção de lesões em abatedouro. Assim, quatro meios de cultura sólidos e três condições de incubação foram investigados para elucidar qual combinação supera as outras através da avaliação de crescimento, tempo para o aparecimento da primeira colônia e número de colônias. Noventa e sete amostras de lesões granulomatosas foram submetidas ao processo de descontaminação por cloreto de 1-hexadecilpiridínio a 0,75%, e inoculadas em dois meios a base de ovo, Stonebrink (ST) e Lõwenstein-Jensen com piruvato de sódio (LJp), e dois meios a base de ágar, ágar sangue tuberculose (B83) e Middlebrook 7H11 (7H11). Cada meio foi incubado a 37°C por 90 dias, em três condições de incubação: em atmosfera normal, em atmosfera com acréscimo de 10% de dióxido de carbono (CO2), e em atmosfera normal em tubos fechados com algodão hidrófobo queimado e subsequentemente fechado com rolha para criar uma atmosfera microaerófila. As colônias apareceram mais rapidamente e em maior número quando incubadas em atmosfera com 10% de CO2 (p < 0,01), independente dos meios. As micobactérias cresceram em maior abundância e mais rapidamente no meio B83 aos 30 dias de incubação, comparado a ST (0,0178), LJp (p < 0,0001) e 7H11 (p < 0,0001), apesar de não ter havido diferença entre B83, ST e LJp aos 60 e 90 dias de incubação. 7H11 exibiu o número mais baixo de isolados (p < 0,0001) e um período mais longo para o aparecimento da primeira colônia (p < 0,001). De acordo com nossos resultados, o uso concomitante dos meios ST e B83, incubados em atmosfera com acréscimo de 10% de CO2, aumenta a proporção de isolados e o número de UFC de M. bovis, além de abreviar o tempo para aparecimento das primeiras colônias, melhorando o diagnóstico direto de tuberculose.

Thin layer microcolony culture associated with PCR for early identification of Mycobacterium bovis

The initial growth of mycobacteria from 49 samples of cattle and buffalo organs collected in commercial slaughterhouses was compared between modified Middlebrook 7H11 thin layer microcolony culture and Stonebrink medium used in the isolation of Mycobacterium bovis. Aliquots were decontaminated by Petroff's method, processed and cultured in both media. The identity of the acid-fast bacilli stained by Ziehl-Neelsen was confirmed by PCR. Optical microscopy showed that results of the early observation of Mycobacterium bovis colonies in thin layer culture were similar to those obtained in macroscopic observation of the colonies in Stonebrink medium. However, early observation of the colonies enabled early confirmation by PCR, given the shorter time to the visualization of colonies when thin layer culture was used (between the 12nd and 25th day of culture).(AU)

Evaluation of polymerase chain reaction (PCR) for identifying Mycobacterium bovis isolates from the modified Middlebrook 7H11 agar thin layer technique / Avaliação da técnica de reação de polimerase em cadeia (PCR) para identificação de Mycobacterium bovis em microcolônias isoladas em camada delgada de ágar Middlebrook 7H11 modificado

The associated use of the modified Middlebrook 7H11 agar thin layer technique and the Polymerase Chain Reaction (PCR) assay enabled to perform the early identification of microcolonies of Mycobacterium bovis from 12th to 25th day of culture. In order to reduce the time for performing the Mycobacterium bovis identification, the combined use of these two techniques was evaluated by analyzing the microcolonies of mycobacteria at the 8th day after culturing. Until the last day of analysis, all of the PCR-positive samples already showed the microcolonies. Therefore, the early diagnosis of bovine tuberculosis is feasible, without an apparent macroscopic colonies growth.(AU)

A associação da técnica de cultivo em camada delgada no meio de ágar Middlebrook 7H11 modificado com a Reação de Polimerase em Cadeia (PCR) possibilitou a identificação precoce de Mycobacterium bovis em colônias macroscópicas entre o 12º e o 25º dia de crescimento. Com o objetivo de diminuir o tempo necessário para efetuar a identificação de Mycobacterium bovis, avaliou-se o uso combinadodessas duas técnicas, em microcolônias de micobactérias, no oitavo dia pós-semeadura. Até o último dia de observação, todas as amostras com positividade no ensaio da PCR já apresentavam crescimento microscópico, possibilitando-se a realização de diagnóstico precoce da tuberculose bovina mesmo sem aparente crescimento macroscópico das colônias.(AU)

Evaluation of INNO-LiPA mycobacteria v2 assay for identification of rapidly growing mycobacteria

A total of 54 rapidly growing mycobacteria (RGM) isolated from patients attended in the two hospitals of Cádiz Bay (Spain) were selected during a seven-year-period (2000-2006) in order to evaluate the INNO-LiPA Mycobacteria v2 assay for mycobacterial identification, based on the reverse hybridization principle. The strains were cultured in Löwenstein-Jensen and Middlebrook 7H9 media and identified to the species level by sequencing of the 16S rRNA, PCR-restriction enzyme analysis of the hsp65 gene, conventional tests and INNO-LiPA Mycobacteria v2 assay. By the molecular methods we identified a total of 12 different species: 23 Mycobacterium fortuitum, 11 M. chelonae, 10 M. abscessus, 2 M. senegalense, 1 M. alvei, 1 M. brumae, 1 M. mageritense, 1 M. mucogenicum, 1 M. neoaurum, 1 M. peregrinum, 1 M. septicum and 1 M. smegmatis. Fifty two strains (96.3%) were correctly identified by conventional techniques and 47 strains (87.0%) by INNO-LiPA Mycobacteria v2 assay. We find INNO-LiPA Mycobacteria v2 assay simple to perform but it provides few advantages in comparison with conventional methods and sometimes needs complementary tests to identify Mycobacterium fortuitum complex, M. chelonae complex and specific species due to the great heterogeneity in the RGM group.

Estudo comparativo de ensaios bacteriológicos para confirmação da presença de Mycobacterium bovis em amostras teciduais de bovino com lesões compatíveis com tuberculose.

O diagnóstico definitivo da tuberculose animal requer o isolamento do agente etiológico. Entretanto, não há um consenso em relação à melhor metodologia para isolamento primário de Mycobacterium bovis no Brasil. Este estudo avaliou os descontaminantes e meios de cultura mais utilizados no país, visando indentificar a melhor combinação para as amostras brasileiras. Três descontaminantes - hidróxido de sódio (NaOH) 2% (p/v), cloreto de hexadecilpiridinium (HPC) 0,75% (p/v) e ácido sulfúrico (H2SO4) 5% (v/v), e quatro meios de cultura - Middlebrook 7H11 com aditivos e suplemento OADC da marca A (7H11 A), o mesmo meio com suplemento da marca B (7H11 B), ágar sangue tuberculose (B83) e meio de Stonebrink (SB) foram comparados. Considerando o sucesso de isolamento, não houve diferença significativa entre as combinações de descontaminantes e meios, exceto 7H11A combinado a qualquer descontaminante. Entretanto, o escore médio de colônias foi significativamente maior quando as amostras foram descontaminadas com o ácido e inoculadas em 7H11 B ou SB, sem diferença significativa entre eles, embora as colônias tenham aparecido mais cedo no meio 7H11B. A marca comercial do suplemento OADC influenciou a taxa de isolamento e o número de colônias isoladas em Middlebrook 7H11. Foi necessário um período de incubação de até quatro semanas para se detectar todas as amostras positivas inoculadas em 7H11 B após descontaminação com H2SO4 5%, mas houve aumento do número de colônias até a sexta semana de incubação. A melhor estratégia para o isolamento primário de M. bovis das amostras brasileiras foi a descontaminação com H2SO4 a 5% (concentração final) e inoculação em meio Middlebrook 7H11 formulado com suplemento OADC da marca B

The definitive diagnosis of animal tuberculosis demands the isolation of its etiological agent. However, there is no consensus on the best methodology for isolation of Mycobacterium bovis in Brazil. This study evaluated the most used decontaminants and culture media in the country, in order to identify the best combination for the Brazilian samples. Three decontaminants - 2% sodium hydroxide (NaOH) (w/v), 0.75% hexadecilpiridinium chloride (HPC) (w/v) and 5% sulphuric acid (H2SO4) (v/v) and four culture media - 7H11 Middlebrook with additives and OADC supplement A (7H11 A), the same medium with another supplement trademark (7H11 B), tuberculosis blood agar (B83) and Stonebrinks medium (SB) were compared. Regarding the isolation success, there were no significant differences between the decontaminants-media combinations, except 7H11A combined to any decontaminant. However, the mean colonies score was significantly greater when the samples were decontaminated with the acid and inoculated in 7H11 B or SB, without significant difference between them, although colonies appeared earlier on 7H11B. The trademark of OADC supplement influenced the isolation rate and the number of isolated colonies in Middlebrook 7H11. An incubation time of four weeks was required to detect all positive samples in 7H11 B after decontamination with 5% H2SO4 but there was an increase in the number of colonies until the sixth week of incubation. Overall, the best strategy for the primary isolation of M. bovis from Brazilian samples was the decontamination with 5% H2SO4 (final concentration) and inoculation in Middlebrook 7H11 medium formulated with OADC supplement B.

Utilização de uma técnica rápida em camada delgada para avaliação da atividade micobactericida de desinfetantes químicos

ABSTRACT The mycobactericidal activity of sodium hypochlorite (2.5% of active chlorine) was evaluated against a strain of Mycobacterium bovis using the modified thin-layer Middlebrook 7H11 cultivation technique and it was compared to the test made in tubes with Stonebrink medium. The assays were performed either in the presence or absence of organic matter, at temperatures of 4° C and 21 ± 2° C. The colonycounting results were transformed into reduction percentages (Tabela 1) which were compared between the two techniques, showing the disinfectant had similar reduction percentages between plates and tubes in all conditions tested (Mann-Whitney test p 0.05; = 5%). The 2.5% sodium hypochlorite had a mycobactericidal activity of 100% in all conditions, except when in the presence of organic matter and at 4º C (Kurskall-Wallis test and Dunn test, p > 0.05). The reduction percentage was higher when in the absence of organic matter and at 21 ± 2° C (Mann-Whitney test p > 0.05). The modified thin layer cultivation technique was practicable for the realization of the disinfectant tests and allowed an earlier visualization of the colonies (7 days medium). The 2.5% sodium hypochlorite had its mycobactericidal activity diminished when in the presence of organic matter and at the temperature of 4° C.

RESUMO A atividade micobactericida do hipoclorito de sódio (2,5 % de cloro ativo) foi avaliada frente a uma estirpe de Mycobacterium bovis utilizando-se a técnica de cultivo em camada delgada de ágar Middlebrook 7H11 modificado, a qual foi comparada ao teste padrão realizado em tubos contendo meio de Stonebrink. Os testes foram realizados na presença e ausência de matéria orgânica e em duas temperaturas (21 ± 2° C e à 4° C). Os resultados obtidos nas contagens das unidades formadoras de colônias (U.F.C) nas placas e tubos foram transformados em percentual de redução (Tabela 1) os quais foram comparados entre as duas técnicas, mostrando que o hipoclorito de sódio apresentou percentuais iguais entre as placas e os tubos em todas as condições testadas (teste de Mann-Wihtney p > 0,05; = 5%). O desinfetante atingiu atividade micobactericida de 100 % em todas as condições, exceto quando à temperatura de 4° C e presença de matéria orgânica (teste de Kruskal-Wallis e teste de Dunn; p 0,05 ). O percentual de redução foi maior quando na ausência de matéria orgânica e à temperatura ambiente (teste de Mann-Wihtney; p 0,05). A técnica de cultivo em camada delgada mostrou-se viável para realização de testes de desinfetantes e permitiu uma visualização precoce das micobactérias (média de 7 dias). O hipoclorito de sódio 2,5% teve a atividade micobactericida diminuída quando na presença de matéria orgânica e à temperatura de 4° C.

Comparação de duas técnicas de isolamento do Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis em amostras de fezes de ovinos com suspeita clínica de paratuberculose / Comparison of two techniques of isolation of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in faecal samples of ovine with clinical suspicion of paratuberculosis

A paratuberculose é uma enterite crônica granulomatosa causada por Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis que afeta principalmente os ruminantes. A cultura de bactérias a partir de amostras de fezes e tecidos constitui um dos métodos mais eficazes de diagnóstico, sendo ainda o único método disponível para obtenção de isolamentos e estirpes de micobactérias. Contudo, este método apresenta baixa sensibilidade e requer meses de incubação antes do crescimento de colônias. Neste estudo, utilizou-se a cultura fecal como método de diagnóstico em ovinos de diferentes raças portuguesas, com sinais compatíveis com a doença. Fez-se ainda a comparação entre os meios de cultura Lõwenstein Jensen® com micobactina® J e o de Middlebrook® 7H11 com OADC®, utilizados no isolamento da bactéria. As percentagens de isolamento em cada um os meios foram de 2,0 por cento (6/300) para Lõwenstein Jensen® com micobactina J e 1,0 por cento (3/300) para Middlebrook® 7H11/OADC. As três amostras positivas no meio de Middlebrook® 7H11/OADC também foram positivas no meio de Lõwenstein Jensen® com micobactina J e nenhuma foi somente positiva no meio de Middlebrook® 7H11/OADC. Os resultados deste estudo sugerem que o meio de Lõwenstein-Jensen® com micobactina® J é mais efetivo para a obtenção de estirpes ovinas em Portugal.(AU)

Paratuberculosis is a chronic enteric disease of ruminants caused by Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis. Culture of bacteria from faeces and tissues samples constitutes one of the most effective methods of confirming the diagnosis of para-tuberculosis and the only method available to obtain strains of mycobacteria. However, this method is less sensitive and requires months of incubation before colony growth occurs. In this study, culture method was used on sheep faeces to diagnose paratuber-culosis in animals with compatible signs of the disease. A comparison of two culture media used to isolation was also investigated. Culture was positive in 2.0 percent of faecal samples. Isolation was obtained using Lõwenstein Jensen® with mycobactin® J, and the Middlebrook® 7H11 with OADC®. The Lõwenstein Jensen® with mycobactin® J was that provided highest amount of isolations. The percentages of isolation in each culture media were 2.0 percent (6/300) to Lõwenstein Jensen® with micobactina J, and 1.0 percent (3/300) to Middlebrook® 7H11/OADC. The three positive samples in Middlebrook® 7H11/OADC were also positive in Lõwenstein Jensen® with micobactina J. In the Middlebrook® 7H11/OADC alone there was no sample growth. The results of this study suggest that culture media of Lõwenstein-Jensen® with micobactina® J is more effective for the isolation of sheep strains in Portugal.(AU)

Utilização de uma técnica rápida para o diagnóstico de mycobacterium bovis em amostras de leite experimentalmente inoculadas

ABSTRACT The modified Middlebrook 7H11 cultivation technique was comparedwith the tradicional culture techniqueby using the Stonebrink medium. The purpose of this comparison was to to evaluate the sensitivity and the time for the detection of positive cultures of mycobacteria in milk samples experimentally inoculated with Mycobacterium bovis (strain AN5), at a dilution of 10-2 , and submitted to two types of procedures: technique 1 (skin milk) and technique 2 (pellet), decontamined by modified the Petroff´s method, added with Tween 80, and compared with total milk samples submitted to tradicional Petroff method in the same media types. The results of the two tecniques were compared with each other by the non-parametric Wilcoxon test and Mann-Whitney. The results obtained from this experiment showed that: techniques 1 and 2 produced great number of colonies and higher proportion of positive culture than the tradicional one by using total milk; the time needed for the detection of mycobacteria colonies was slightly shorter by the thin layer technique than by the tradicional culture method; in order to improve the epidemiological surveillance, this technique should be used as a complementary method to the tradicional one in the diagnosis of bovine tuberculosis.

RESUMO O meio de Middlebrook 7H11 modificado foi comparado ao meio de Stonebrink, a fim de se avaliar a sensibilidade e o tempo de detecção de micobactérias em amostras de leite, experimentalmente inoculadas com Mycobacterium bovis (estirpe AN5), em uma diluição 10-2, e submetidas a duas diferentes técnicas de processamento: gordura (técnica 1) e sedimento (técnica 2), descontaminadas pelo método de Petroff modificado (adicionado de Tween 80), confrontadas com a técnica do leite total submetida ao método de Petroff tradicional. Os resultados destas técnicas (1 e 2) foram comparados entre si pelos testes não paramétricos de Wilcoxon e de MannWhitney e demonstraram que as técnicas 1 e 2 forneceram maior recuperação de micobactérias e proporção de cultivos positivos nos meios de Stonebrink e Middlebrook 7H11; o meio de Middlebrook 7H11 permitiu a visualização precoce das micobactérias, podendo ser utilizado como uma técnica de diagnóstico rápida da tuberculose bovina, em amostras de leite, para fins de vigilância epidemiológica.

Comparação entre a técnica de cultivo em camada delgada de ágar Middlebrook 7H11 e meio de Stonebrink para isolamento de Mycobacterium Bovis em amostras de campo / Microcolony detection of Mycobacterium Bovis in Middlebrook 7H11 thin layer culture

O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência da técnica de cultivo em camada delgada de ágar Middlebrook 7H11 (TL7H11) no isolamento de Mycobacterium bovis de lesões sugestivas de tuberculose em bovinos, comparando seus resultados com os métodos tradicionais de cultivo. Numa primeira fase foram utilizadas estirpes padrão de M. bovis AN5 e M. tuberculosis H37Rv mantidas em laboratório, para comparação de desempenho entre o cultivo em TL7H11 e nos meios de Stonebrik e Petragnani. Ambas estirpes apresentaram crescimento visível em TL7H11 no terceiro dia de cultivo enquanto que nos meios de Stonebrink e Petragnani só houve crescimento a partir do 14° dia. Aos 13 dias de cultivo em TL7H11 foi possível diferenciar as duas estirpes pelas características morfológicas das colônias. Numa segunda fase, 62 amostras de campo foram cultivadas em TL7H11 e Stonebrink para isolamento de M. bovis. As amostras isoladas foram detectadas pelo TL7H11 até os 21 dias de cultivo contra nenhum crescimento dos tubos de Stonebrink. O tempo médio de crescimento no TL7H11 foi de 19,0 dias contra 49,0 dias do meio de Stonebrink (p = 0,014).(AU)

The aim of this article is to evaluate the efficiency of the cultivation technique in thin layer of Middlebrook 7H11 (TL7H11) for isolating Mycobactererium bovis from suggestive lesions of tuberculosis in cattle and to compare the results with traditional methods of cultivation. At the first step it was used M. bovis AN5 and M. tubercuolosis H37Rv standard strain. The both performance were compared between the cultivation in TL7H11 and in the Stonebrink and Petragnani media. The strains presented visible growing in TL7H11 at the third day of cultivation, while the Stonebrink and Petragnani there were growing just at the14° day. At the 13 day of cultivation it was possible to differentiate both strains by their colony morphological characteristics. The second step was to cultivate 62 clinicals samples in TL7H11 and Stonebrink for tentative isolation of M. bovis. The isolated samples were detected in TL7H11 until 21 days of cultivation where as none samples were grown in Stonebrink tubes. The median time of growing in TL7H11 was 19,0 days against 49,0 days of Stonebrink (p=0,014).(AU)

Comparação entre meios de cultura e condições de incubação para o primo isolamento de Mycobacterium bovis de bovinos brasileiros / Comparison between media and incubation conditions for primary isolation of Mycobacterium bovis from Brazilian cattle

Considerando que os meios de cultura e as condições de incubação são os principais fatores para o sucesso do primo isolamento, além do método de descontaminação, quatro meios de cultura e três condições de incubação foram investigados. Noventa e sete amostras de lesões granulomatosas foram submetidas ao método de descontaminação com cloreto de 1-hexadecilpiridinio (HPC) a 1,5%, e semeadas em dois meios a base de ovo, Stonebrink e Löwenstein-Jensen com piruvato de sódio, e em dois meios a base de ágar, B83 e Middlebrook 7H11. Cada meio foi incubado a 37ºC por 90 dias em três condições de incubação, atmosfera com 10% de CO2, atmosfera normal e atmosfera com suposta tensão de CO2 obtida pela queima do algodão hidrófobo e fechamento do tubo com rolha de cortiça. O tipo de condição de incubação utilizado teve influência nos meios a base de ovo apenas no inicio da incubação (30 dias), mas nenhuma nos meios a base de ágar. A incubação em atmosfera com 10% de CO2 diminuiu o tempo de aparecimento da primeira colônia e aumentou o número de UFC. O meio B83 foi mais rápido no aparecimento das colônias e teve o maior sucesso de isolamento aos 30 dias, mas não houve diferença com os meios Stonebrink e Löwenstein-Jensen com piruvato, no sucesso de isolamento e número de UFC aos 60 e 90 dias. De acordo com os dados, em sete oportunidades houve isolamento de M. bovis apenas no meio de Stonebrink e em quatro apenas no B83, assim, sugere-se a utilização desses dois meios de cultura em paralelo, incubados em atmosfera com acréscimo de CO2

Considering that the culture media and the incubation conditions are the main factors for the success of primary isolation, besides the decontamination procedure, four culture media and three incubation conditions were investigated. Ninety-seven samples of granulommatous lesions were submitted to the decontamination procedure by 1-hexadecylpyridinium chloride at 1,5% w/v, and inoculated on two egg-based media, Stonebrink and Löwenstein-Jensen with sodium pyruvate, and two agar-based media, B83 and Middlebrook 7H11. Each medium was incubated at 37ºC for 90 days in three incubation conditions, in air containing 10% CO2, in air, and in air with a supposed higher CO2 tension created by burning the hydrophobic cotton used to close the tubes and subsequently closing with a cork. The type of incubation condition used had influence on the egg-based media only at the beginning of incubation (30 days), but none on the agar-based media. The incubation in air containing 10% CO2 decreased the time to first appearance of colonies and increased the number of colonies. B83 medium showed a faster growth and detected more isolates at 30 days of incubation. However, there was no difference between B83, Stonebrink and Löwenstein-Jensen with pyruvate at 60 and 90 days of incubation. According to the data, seven M. bovis isolates grew only on Stonebrink and four only on B83, therefore, the use of both media, in parallel, incubated in air containing CO2 is suggested

Associação da técnica de cultivo em camada delgada contendo ágar Middlebrook 7H11 Modificado com a Reação em Cadeia de Polimerase (PCR) para identificação precoce de Mycobacterium bovis em órgãos de bovinos e bubalinos oriundos de abatedouros comerciais / Association between the modified Middlebrook 7H11 agar thin layer cultivation technique with the Polymerase Chain Reaction (PCR) on the earlier identification of Mycobacterium bovis in bovine and buffalo organs deriving from commercial slaughterhouses

A técnica de cultivo em camada delgada contendo ágar Middlebrook 7H11 modificado foi comparada com o cultivo padrão em meio de Stonebrink, visando avaliar a sensibilidade e o tempo de detecção de Mycobacterium bovis em órgãos de bovinos e bubalinos oriundos de abatedouros comerciais. Posteriormente, a PCR foi utilizada para a confirmação do crescimento observado nos cultivos, bem como a coloração de Ziehl-Neelsen na pesquisa de bacilos álcool-ácido resistentes. As 49 amostras testadas foram descontaminadas pelo método tradicional de Petroff e trabalhadas em duas etapas. Na primeira, todas foram semeadas nas placas contendo o meio de Middlebrook 7H11 em camada delgada e nos tubos contendo o meio de Stonebrink, e as colônias observadas macroscopicamente em ambos os meios foram submetidas à PCR. Na segunda, 10 amostras cultivadas na primeira etapa foram submetidas a novo cultivo, somente em camada delgada, para observação do crescimento microscópico das colônias e também analisadas pela PCR. Os resultados obtidos demonstraram que: 1) a técnica de cultivo de Mycobacterium bovis em camada delgada no meio de Middlebrook 7H11 modificado em amostras de órgãos de bovinos e bubalinos mostrou-se viável quando comparada ao cultivo clássico no meio de Stonebrink, reduzindo o tempo de isolamento e podendo ser utilizada de forma complementar aos métodos tradicionais de diagnóstico da tuberculose bovina; 2) foi possível a identificação precoce do crescimento das micobactérias em camada delgada (entre 12º e 25º dia de crescimento) quando comparadas ao Stonebrink; 3) a PCR mostrou-se uma ferramenta complementar à somatória das técnicas de descontaminação de Petroff, coloração de Ziehl-Neelsen e cultivo em camada delgada na confirmação do diagnóstico de presença de micobactérias em amostras de órgãos de bovinos e bubalinos

The modified thin layer Middlebrook 7H11 cultivation was compared to the standard culture technique containing Stonebrink media, in order to evaluate the sensitivity and time for the detection of Mycobacterium bovis in bovine and buffalo organs deriving from commercial slaughterhouses. The PCR was applied for confirmation of the growth observed in the cultures, as well as the Ziehl-Neelsen color technique in order to detect acid-fast bacilli. 49 samples were submitted to the classic Petroff\'s decontamination method, and worked in two stages. In the first one, all of them were sowed in plates containing modified Middlebrook 7H11 agar in thin layer and in tubes containing the Stonebrink media, and the colonies observed macroscopically in both medias were submitted to the PCR. In the second stage, 10 samples from the first stage were submitted to a new culture, only in thin layer, for microscopical growth observation of the colonies and also submitted to the PCR. The results showed that: 1) Mycobacterium bovis cultivation in modified thin layer Middlebrook 7H11 for bovine and buffalo samples were viable when compared to the classic culture in Stonebrink, reducing the time of isolation, and can be applied as a complement to the traditional bovine tuberculosis diagnosis methods; 2) earlier identification of mycobacteria growth was found in thin layer (between 12nd and 25th day of growth) when compared to the Stonebrink; 3) PCR technique showed to be a complementary tool to the sum of techniques including Petroff decontamination, Ziehl-Neelsen color and thin layer cultivation for the diagnosis confirmation of the presence of mycobacteria in bovine and buffalo organs samples

Avaliação da atividade micobactericida de desinfetantes químicos utilizando a técnica de cultivo em camada de ágar Middlebrook 7H11 / Evaluation of mycobactericidal activity of chemical disinfectants using the Middlebrook 7H11 agar medium technique

Avaliou-se a atividade micobactericida de cinco desinfetantes químicos frente a uma estirpe de Mycobacterium bovis isolada de caprinos, tipificada por PCR (polymerase chain reaction) e com 32 dias de cultivo no meio de Stonebrink. O teste de desinfetantes foi realizado utilizando-se a técnica de cultivo em camada delgada de ágar Middlebrook 7H11 modificado e foi comparado ao teste em tubos com meio de Stonebrink, tradicionalmente utilizado no laboratório de zoonoses bacterianas da FMVZ/USP. Os cinco desinfetantes ensaiados foram: \"A\" : grupo controle; \"B\" - hipoclorito de sódio (2,5 % de cloro ativo); \"C\"- glutaraldeído (2 %); \"D\" - ácido peracético 0,25 % e peróxido de hidrogênio 5 %; \"E\" - iodóforo (2,6% de iodo) e \"F\"- compostos fenólicos (orto-fenilfeno 12,243 g; orto-benzil paraclorofenol 11,080 g; para-terceário amilfeno 4,1222 g.). A diluição destes produtos foi feita conforme recomendação do fabricante. Os meios de cultura adotados para o procedimento de isolamento e preparo da suspensão bacteriana foram o meio de Stonebrink e o meio de Middlebrook 7H11 modificado. Os testes foram realizados na presença e ausência de matéria orgânica e à temperatura ambiente (21 ± 2°C) e à temperatura de 4 °C. Os resultados obtidos nas contagens de colônias foram transformados em percentual de redução para análise estatítica e demostraram que: a técnica de cultivo de micobactérias em camada delgada no meio de Middlebrook 7H11 permitiu uma visualização precoce das micobactérias e se mostrou viável para realização de testes de desinfetantes; os cinco tipos de desinfetantes analisados apresentaram atividade micobactericida e o melhor desempenho foi obtido pelo ácido peracético seguido pelo hipoclorito de sódio. A atividade micobactericida dos iodóforos foi instisfatória na presença de matéria orgânica

The mycobactericidal activity of five chemical disinfectants was evaluated against a strain of Mycobacterium bovis isolated from a goat, typified by PCR (polymerase chain reaction) and with 32 days of growth in the Stonebrink medium. The disinfectants were tested using the modified thin layer Middlebrook 7H11 cultivation technique and it was compared to the test made in tubes with Stonebrink medium, which is tradicionally used at the Bacterian Zoonosis Laboratory of the Veterinary Medicice Faculty of the University of São Paulo. The five disinfectants were: \"A\" was the control group; \"B\"- sodium hypochlorite (2,5% of active chlorine); \"C\"- glutaraldehyde (2 %); \"D\"- peracetic acid (0,25 %) and hydrogen peroxide (5 %); \"E\" - iodine compounds (2,6%) e \"F\"- fenolic compounds (orto-fenilfeno 12,243 g; orto-benzil paraclorofenol 11,080 g; para-terceario amilfeno 4,122 g.). The products were diluted according to label instructions. The culture media used for the isolation procedure and preparation of the bacterian suspension were the Stonebrink and modified Middlebrook 7H11 medium. The assays were performed either in the presence or absence of organic matter, at temperatures of 4 °C and 21 ± 2°C The colony counting results were transformed into reduction percentages for the statistical analysis and concluded in: the modified thin layer Middlebrook 7H11 cultivation technique permitted an earlier visualization of the colonies and was practible for the realization of the disinfectants tests; the five disinfectants showed mycobactericidal activity and the peracetic acid had the best performance followed by the sodium hypochlorite. The mycobactericidal activity of the iodine compound was unsatisfactory when in the presence of organic matter

Utilização de uma técnica rápida para o isolamento de Mycobacterium bovis a partir de amostras de leite experimentalmente inoculadas / Utilization of the fast technique of isolation of Mycobacterium bovis from milk samples experimentally inoculated

A técnica de camada delgada em placas com meio de Middlebrook 7H11 foi comparada com a técnica padrão de cultura em meio de Stonebrink, a fim de se avaliar a sensibilidade e o tempo de detecção de micobactérias em amostras de leite, experimentalmente inoculadas com Mycobacterium bovis (estirpe AN5), em uma diluição 10-2, e submetidas a duas diferentes técnicas de processamento, utilizando-se da gordura (técnica 1)e do sedimento (técnica 2), descontaminadas pelo método de Petroff modificado (adicionado de Tween 80) e confrontadas com a técnica do leite total submetida ao método de Petroff e semeadas nos dois meios. Os resultados destas técnicas (1 e 2) foram comparados entre si pelo teste não paramétrico de Wilcoxon, e entre os resultados obtidos na técnica de leite total submetida ao método tradicional de Petroff, por meio do teste não paramétrico de Mann-Whitney. Posteriormente, amostras de leite nas diluições 10-3, 10-4 e 10-5 foram então submetidas às mesmas técnicas de processamento e descontaminação para averiguação de sensibilidade. Os resultados obtidos demonstraram que: 1) a técnica de cultivo de micobactérias em amostras de leite no meio de Middlebrook 7H11 se mostrou viável frente à tradicional; 2) a técnica de camada delgada permitiu a visualização precoce das micobactérias quando comparadas ao meio de Stonebrink; 3) as técnica 1 e 2 forneceram maior recuperação de micobactérias e maior proporção de cultivos positivos nos dois empregados; 4) a técnica de camada delgada em meio de Middlebrook 7H11 modificado pode ser usada como uma técnica complementar aos métodos tradicionais de diagnóstico da tuberculose bovina em amostras de leite para fins de vigilância epidemiológica

The modified thin layer Middlebrook 7H11 cultivation technique was compared to the tradicional culture technique using the Stonebrink in order to evaluate the sensibility and the time for the detection of positive cultures of mycobacteria in milk samples, experimentally inoculated by Mycobacterium bovis (strain AN5), 10-2 dilution, were submitted by two types of procedures named technique 1 (milk fat) and 2 (milk sediment), descontamined by modified Petroff method, added with Tween 80, and compared with total milk samples submitted to tradicional Petroff method, in the same media types. The results of the two tecniques were compared within each other by the non-parametric Wilcoxon test, and within the results of standard milk submitted by the tradicional Petroff method, by the non-parametric Mann-Whitney. Milk samples were diluted to 10-3, 10-4 and 10-5 and submitted by the tecniques 1 and 2 descontaminated by the modified Petroff method, and total milk by tradicional Petroff method to averiguate the sensibility. The results found in this experiment demonstrated that 1) the modified thin layer technique of isolation of mycobacteria in milk samples was practicable against the tradicional one; 2) the time needed for the detection of mycobacteria colonies was slightly less with the thin layer technique than the tradicional culture method; 3) techniques 1 and 2 gave more number of colonies and more proportion of positive culture than the tradicional one in all media used; 4) this technique should be used as a complementary method to the tradicional one in the diagnostic of bovine tuberculosis from milk samples in orther to improve epidemiologic vigilance