Detection and Antimicrobial Resistance Profile of Enteropathogenic (EPEC) and Shigatoxigenic Escherichia coli (STEC) in Conventional and Organic Broiler Chickens

Enteropatogenic Escherichia coli (EPEC) and shigatoxigenic E. coli (STEC), are generally poultry and poultry product isolate and can cause serious human infections. Many strains may become resistant to various antimicrobials, which can hinder the treatment of bacterial diseases. Organic farming seeks to avoid the selection and frequency of antimicrobial-resistant bacteria. This study aims to verify the resistance of EPEC and STEC from organic and conventional (industrial) broiler isolates to antimicrobials. All isolates were submitted to disk diffusion test with tetracycline, gentamicin, enrofloxacin, ceftriaxone and amoxicillin + clavulanate (TET, GEN, ENO, CTX, AMC) and PCR to detect specific virulence genes for EPEC and STEC. A total of 297 E. coli strains were isolated, 213 from conventional. In organic broiler, 84 strains were isolated. The strains from the conventional broiler isolates were resistant to five antimicrobials tested: TET 48.82% (104/213), ENO 28.17% (60/213), CTX 15.49% (33/213), GEN 14.55% (31/213), and AMC 7.04% (15/213), and 9.86% (21/213) were considered multidrug-resistant. Organic chicken strains were resistant to four of the antimicrobials tested: TET 35.7% (30/84), ENO 9.5% (8/84), CTX 2.4% (2/84), GEN 4.8% (4/84). Of the strains from the organic broiler chicken isolates, only 1.2% (1/84) was considered multidrug-resistant. No EPEC and STEC were found in the organic chicken samples. The multidrug resistance was characterized in 9.52% (2/21) of the EPEC and 4.76% (1/21) of the STEC. The study demonstrated the absence of EPEC and STEC strains in organic broilers and carcasses and a lower frequency of multiresistant strains compared to conventional breeding.(AU)

Antimicrobial resistance of Shiga toxin­producing Escherichia coliisolated from sheep / Escherichia coli produtora de toxina Shiga resistentes a antimicrobianos isoladas de ovinos

The presence of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) and resistance to beta-lactams in healthy sheep represents a potential public health risk. This study aimed to characterize STEC isolates in sheep feces for toxin production and resistance to beta-lactam antibiotics. In the present study, among the 40 isolates, we found a predominance of subtype Stx1 (22/40), followed by subtype Stx1 + Stx2 (11/40), while the less prevalent group was Stx2 (7/40). Also, we found phenotypical resistance to beta-lactam antibiotics in 50% (20/40) of the strains analyzed, forming two groups, one with resistant isolates and the other with non-resistant isolates. The cytotoxicity of the isolates did not vary among the groups. In addition to having this characteristic, some multiresistant isolates produced significant amounts of toxins. This leads to the conclusion that the mechanisms of antimicrobial resistance via beta-lactamases are present in sheep STEC and that the cytotoxicity of those isolates is variable regarding such resistance.(AU)

A presença de Escherichia coli produtora de toxina Shiga (STEC) e resistente a beta-lactâmicos em ovinos saudáveis, representa um risco potencial para a saúde pública. O objetivo deste estudo foi caracterizar isolados STEC presentes em fezes de ovinos, quanto a produção de toxina, bem como a resistência aos antibióticos beta-lactâmicos. No presente estudo, dentre os quarenta isolados, foi observada a predominância do subtipo Stx1 (22/40), seguido do subtipo Stx1+ Stx2 (11/40), enquanto o grupo menos prevalente foi Stx2 (7/40). A resistência fenotípica aos antibióticos beta-lactâmicos foi observada em 50% (20/40) das cepas analisadas, formando dois grupos, um com isolados resistentes e outro de isolados não resistentes. A citotoxicidade dos isolados não variou entre os grupos. Alguns isolados multirresistentes, além de possuírem essa característica, produziram quantidades significativas de toxinas. Isto conclui, que os mecanismos de resistencia antimicrobiana, por meio de beta-lactamases estão presentes em STEC de ovinos, e que a citotoxicidade desses isolados é variável com relação a esta resistência.(AU)

Antimicrobial susceptibility of Salmonella spp and Staphylococcus aureus isolated from beef sold in Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brazil / Suscetibilidade antimicrobiana de Salmonella spp e Staphylococcus aureus isolados de carnes bovinas comercializadas em Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brasil

Hygiene failures in meat can be identified based on the evaluation of pathogenic microorganisms, which compromise the microbiological quality of food and can transmit food-borne diseases. The aim of the present study was to evaluate the hygienic quality of beef sold at supermarkets, butcher shops and public markets in the city of Campo Grande, state of Mato Grosso do Sul, Brazil, through the phenotypic and genotypic characterization of Salmonella spp. and Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) as well as the investigation and quantification of Staphylococcus aureus. Seventy-one samples of beef from 17 commercial establishments were evaluated. Isolates were tested for antimicrobial susceptibility using the disk diffusion method recommended by the Clinical & Laboratory Standards Institute. Salmonella was found in 7.04% of the samples and 70.0% of the isolates were sensitive to the antimicrobials tested. A total of 25.35% of the samples were positive for Staphylococcus aureus, with counts ranging from 1.0 x 102 to 4.3 x 104 CFU/g; these isolates exhibited resistance to penicillin (87.5%), tetracycline (18.75%) and chloramphenicol (6.25%). None of the samples was positive for STEC. The detection of these pathogens in food poses a danger to public health, mainly due to the presence of antimicrobial-resistant isolates. These findings underscore the need for good hygiene and manufacturing practices at retail establishments.

As falhas na qualidade higiênico-sanitária da carne podem ser identificadas a partir da avaliação de microrganismos patogênicos que comprometem a qualidade microbiológica do alimento e podem veicular doenças de origem alimentar. O presente estudo objetivou avaliar a qualidade higiênica-sanitária de carnes bovinas comercializadas em supermercados, açougues e mercados públicos da cidade de Campo Grande (Mato Grosso do Sul, Brasil) por meio da pesquisa e caracterização fenotípica e genotípica de Salmonella spp. e Escherichia coli produtora de toxina Shiga (STEC) e pesquisa e contagem de Staphylococcus aureus. Foram avaliadas 71 amostras de carne bovina de 17 estabelecimentos comerciais que foram submetidas a pesquisa de detecção de Salmonella spp., Escherichia coli produtora de toxina Shiga (STEC) e pesquisa e contagem de Staphylococcus aureus. Os isolados obtidos foram submetidos ao perfil de sensibilidade aos antimicrobianos pelo teste de difusão em disco, de acordo com o Clinical & Laboratory Standards Institute (CLSI). Constatou-se a presença de Salmonella em 7,04% das amostras avaliadas, sendo que 70,0% dos isolados foram sensíveis aos antimicrobianos testados. Em relação ao Staphylococcus aureus, 25,35% das amostras foram positivas com contagens variando entre 1,0 x 102 a 4,3 x 104 UFC/g, sendo que os isolados apresentaram resistência para penicilina (62,5%), tetraciclina (18,75%) e cloranfenicol (6,25%). Nenhuma amostra apresentou-se positiva para STEC. A detecção desses patógenos em alimentos representa um perigo a saúde pública, principalmente, devido a presença de isolados resistentes a antimicrobianos. Além disso, ressalta-se a necessidade do emprego das boas práticas de higiene e fabricação nos estabelecimentos varejistas.

Stx1 and Stx2 subtyping and antimicrobial resistance in Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) isolates from cattle and sheep feces in the Southeastern region of the State of Goiás, Brazil

ABSTRACT: The present study was aimed at subtyping of Stx1 and Stx2 genes and characterization of antimicrobial resistance in 106 Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strains isolated from cattle and sheep feces. PCR was used to determine the subtypes, and the disk-diffusion method was used to evaluate the antimicrobial resistance. Ten antibiotics from five different classes were tested. Among the isolates of bovine origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2d) were identified. In isolates of sheep origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2 g) were identified. The results obtained suggest the presence of high diversity in Stx1 and Stx2 genes. Further, 96.6% (57/59) of bovine fecal strains and 89.4% (42/47) of sheep fecal strains showed resistance to at least one tested antibiotic. In both animal species, most strains were multidrug-resistant (MDR) (67.8% in cattle and 59.6% in sheep), with no significant difference between host animals. Adult animals were eight times more likely to have STEC with greater pathogenic potential. STEC with the highest pathogenic potential were three times more likely to be multidrug-resistant than STEC with the lowest pathogenic potential. The data reported in this study suggests the occurrence of strains with high potential pathogenicity in the region studied. Therefore, the ruminants of this region are carriers of strains that can cause infections in humans.

RESUMO: O presente estudo teve como objetivo subtipar os genes Stx1 e Stx2 e caracterizar a resistência antimicrobiana em 106 isolados de Escherichia coli produtoras de toxinas Shiga (STEC) isoladas de fezes de bovinos e ovinos. A PCR foi utilizada para determinar os subtipos e o método de difusão em disco foi utilizado para avaliar a resistência antimicrobiana. Dez antibióticos de cinco classes diferentes foram testados. Entre os isolados de origem bovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2d). Nos isolados de origem ovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2g). Os resultados obtidos sugerem a presença de alta variabilidade nos genes Stx1 e Stx2. Além disso, 96,6% (57/59) dos isolados fecais de bovinos e 89,4% (42/47) dos isolados de ovinos mostraram resistência a pelo menos um antibiótico testado. Em ambas as espécies animais, a maioria das cepas foi multirresistente (MDR) (67,8% em bovinos e 59,6% em ovinos), sem diferença significativa entre as espécies animais do reservatório. Os animais adultos tiveram oito vezes mais chances de apresentar STEC com maior potencial patogênico. STEC com o maior potencial patogênico teve três vezes mais chances de ser multirresistente do que o STEC com o menor potencial patogênico. Os dados relatados neste estudo sugerem a ocorrência de cepas com alto potencial de patogenicidade na região estudada. Portanto, os ruminantes dessa região são hospedeiros de isolados que podem causar infecções em humanos.

Multidrug resistance in Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) isolated from broiler chickens at slaughter / Resistência a múltiplos antimicrobianos em Escherichia coli shigatoxigênica (STEC) isoladas de frangos de corte ao abate

Broiler chickens and derived products are a key source of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) in humans. This pathotype is responsible for causing severe episodes of diarrhea, which can progress to systemic complications. A rapid and accurate diagnosis of the disease, and early treatment of the infection with antimicrobials, can prevent it worsening. However, multidrug-resistant strains have potentially negative implications for treatment success. In this context, the aim of the present study was to isolate and identify multidrug-resistant STEC strains from broiler chickens and carcasses. Of 171 E. coli strains, isolated by conventional microbiological techniques and submitted to Polymerase Chain Reaction (PCR), for detection of stx1 and stx2 genes, 21.05% (36/171) were STEC pathotype, and most of them (66.67% - 24/36) carried both stx1 and eae genes. The multidrug resistance pattern was observed in 75% (27/36) of STEC strains. The presence of STEC in broiler chickens and carcasses reinforces that these sources may act as reservoirs for this pathotype. Multidrug-resistant bacteria contaminating animal products represent a public health issue because of the possibility of spread of multidrug-resistant determinants in the food chain and a higher risk of failure in human treatment when antimicrobials are needed.(AU)

Frangos de corte e seus produtos são importantes componentes na cadeia de transmissão de Escherichia coli do patotipo Shigatoxigênico (STEC) para humanos. Este patotipo é responsável por causar episódios de diarréia severos, que podem evoluir para complicações sistêmicas. O diagnóstico rápido e preciso da doença, e o tratamento com antimicrobianos ainda no início da infecção, podem evitar seu agravamento. Porém, cepas resistentes a múltiplos antimicrobianos podem ter implicações potencialmente negativas em relação ao sucesso do tratamento. Neste contexto, este estudo teve como objetivo isolar e identificar cepas STEC resistentes a múltiplos antimicrobianos em frangos de corte e carcaças. Das 171 cepas de E. coli isoladas pelo método bacteriológico convencional, e submetidas à Reação em Cadeia da Polimerase (PCR), para detecção dos genes stx1 e stx2, 21.05% (36/171) pertenciam ao patotipo STEC, a maioria (66.67% - 24/36) portando o gene stx1 associado ao gene eae. O perfil de multirresistência foi observado em 75% (27/36) das cepas STEC. A presença de cepas STEC no material estudado reforça o fato de que frangos vivos e carcaças devem ser considerados como reservatórios deste patotipo. A presença de cepas resistentes a múltiplos antimicrobianos, contaminando produtos de origem animal, representa um risco à Saúde Pública pela possibilidade de disseminação de determinantes de multirresistência e maior risco de insucesso no tratamento de indivíduos infectados.(AU)

Stx1 and Stx2 subtyping and antimicrobial resistance in Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) isolates from cattle and sheep feces in the Southeastern region of the State of Goiás, Brazil / Subtipagem de Stx1 e Stx2 e resistência antimicrobiana em isolados de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga (STEC) de fezes de bovinos e ovinos na região sudeste de Goiás, Brasil

The present study was aimed at subtyping of Stx1 and Stx2 genes and characterization of antimicrobial resistance in 106 Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strains isolated from cattle and sheep feces. PCR was used to determine the subtypes, and the disk-diffusion method was used to evaluate the antimicrobial resistance. Ten antibiotics from five different classes were tested. Among the isolates of bovine origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2d) were identified. In isolates of sheep origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2 g) were identified. The results obtained suggest the presence of high diversity in Stx1 and Stx2 genes. Further, 96.6% (57/59) of bovine fecal strains and 89.4% (42/47) of sheep fecal strains showed resistance to at least one tested antibiotic. In both animal species, most strains were multidrug-resistant (MDR) (67.8% in cattle and 59.6% in sheep), with no significant difference between host animals. Adult animals were eight times more likely to have STEC with greater pathogenic potential. STEC with the highest pathogenic potential were three times more likely to be multidrug-resistant than STEC with the lowest pathogenic potential. The data reported in this study suggests the occurrence of strains with high potential pathogenicity in the region studied. Therefore, the ruminants of this region are carriers of strains that can cause infections in humans.(AU)

O presente estudo teve como objetivo subtipar os genes Stx1 e Stx2 e caracterizar a resistência antimicrobiana em 106 isolados de Escherichia coli produtoras de toxinas Shiga (STEC) isoladas de fezes de bovinos e ovinos. A PCR foi utilizada para determinar os subtipos e o método de difusão em disco foi utilizado para avaliar a resistência antimicrobiana. Dez antibióticos de cinco classes diferentes foram testados. Entre os isolados de origem bovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2d). Nos isolados de origem ovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2g). Os resultados obtidos sugerem a presença de alta variabilidade nos genes Stx1 e Stx2. Além disso, 96,6% (57/59) dos isolados fecais de bovinos e 89,4% (42/47) dos isolados de ovinos mostraram resistência a pelo menos um antibiótico testado. Em ambas as espécies animais, a maioria das cepas foi multirresistente (MDR) (67,8% em bovinos e 59,6% em ovinos), sem diferença significativa entre as espécies animais do reservatório. Os animais adultos tiveram oito vezes mais chances de apresentar STEC com maior potencial patogênico. STEC com o maior potencial patogênico teve três vezes mais chances de ser multirresistente do que o STEC com o menor potencial patogênico. Os dados relatados neste estudo sugerem a ocorrência de cepas com alto potencial de patogenicidade na região estudada. Portanto, os ruminantes dessa região são hospedeiros de isolados que podem causar infecções em humanos.(AU)

Stx1 and Stx2 subtyping and antimicrobial resistance in Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) isolates from cattle and sheep feces in the Southeastern region of the State of Goiás, Brazil / Subtipagem de Stx1 e Stx2 e resistência antimicrobiana em isolados de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga (STEC) de fezes de bovinos e ovinos na região sudeste de Goiás, Brasil

The present study was aimed at subtyping of Stx1 and Stx2 genes and characterization of antimicrobial resistance in 106 Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strains isolated from cattle and sheep feces. PCR was used to determine the subtypes, and the disk-diffusion method was used to evaluate the antimicrobial resistance. Ten antibiotics from five different classes were tested. Among the isolates of bovine origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2d) were identified. In isolates of sheep origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2 g) were identified. The results obtained suggest the presence of high diversity in Stx1 and Stx2 genes. Further, 96.6% (57/59) of bovine fecal strains and 89.4% (42/47) of sheep fecal strains showed resistance to at least one tested antibiotic. In both animal species, most strains were multidrug-resistant (MDR) (67.8% in cattle and 59.6% in sheep), with no significant difference between host animals. Adult animals were eight times more likely to have STEC with greater pathogenic potential. STEC with the highest pathogenic potential were three times more likely to be multidrug-resistant than STEC with the lowest pathogenic potential. The data reported in this study suggests the occurrence of strains with high potential pathogenicity in the region studied. Therefore, the ruminants of this region are carriers of strains that can cause infections in humans.(AU)

O presente estudo teve como objetivo subtipar os genes Stx1 e Stx2 e caracterizar a resistência antimicrobiana em 106 isolados de Escherichia coli produtoras de toxinas Shiga (STEC) isoladas de fezes de bovinos e ovinos. A PCR foi utilizada para determinar os subtipos e o método de difusão em disco foi utilizado para avaliar a resistência antimicrobiana. Dez antibióticos de cinco classes diferentes foram testados. Entre os isolados de origem bovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2d). Nos isolados de origem ovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2g). Os resultados obtidos sugerem a presença de alta variabilidade nos genes Stx1 e Stx2. Além disso, 96,6% (57/59) dos isolados fecais de bovinos e 89,4% (42/47) dos isolados de ovinos mostraram resistência a pelo menos um antibiótico testado. Em ambas as espécies animais, a maioria das cepas foi multirresistente (MDR) (67,8% em bovinos e 59,6% em ovinos), sem diferença significativa entre as espécies animais do reservatório. Os animais adultos tiveram oito vezes mais chances de apresentar STEC com maior potencial patogênico. STEC com o maior potencial patogênico teve três vezes mais chances de ser multirresistente do que o STEC com o menor potencial patogênico. Os dados relatados neste estudo sugerem a ocorrência de cepas com alto potencial de patogenicidade na região estudada. Portanto, os ruminantes dessa região são hospedeiros de isolados que podem causar infecções em humanos.(AU)

Influence of dry and wet beef maturation on the microbiological quality and safety / Influência da maturação a seco e a vácuo na qualidade e segurança microbiológica da carne

The most used methods for the maturation process are vacuum (wet-aged) and dry (dry-aged), which can influence the microbiological quality and safety of meat for consumption. In this study, we aimed to verify the differences in microbiological quality between beef (Longissimus dorsi) that was wet-aged and dry-aged for 30 days, by quantification of indicator microorganism groups and molecular identification of Salmonella, Listeria monocytogenes, and diarrheagenic Escherichia coli. This study verified that the meat matured by the dry-aged method showed significantly lower counts of total coliforms, aerobic mesophiles, psychrotrophs, and molds and yeasts as compared to wet-aged meat. While the Salmonella spp. was not isolated in any beef sample, L. monocytogenes and enteropathogenic E. coli (EPEC), and shiga toxin-producing E. coli (STEC) and enterohemorrhagic E. coli (EHEC) were isolated only from wet-aged beef. Thus, it was concluded that the superficial dehydration of the meat during dry-aged maturation, if carried out correctly and hygienically, confers higher microbiological quality and can reduce the occurrence of microbiological hazards.

A maturação da carne agrega características sensoriais desejáveis ao consumidor. Os métodos mais utilizados são a vácuo (wet-aged) e à seco (dry-aged), que podem influenciar na qualidade e segurança microbiológica da carne para o consumo. O objetivo desse estudo foi verificar as diferenças de qualidade microbiológica entre cortes de contra-filé (Longissimus dorsi) maturados a vácuo e a seco por 30 dias, através da quantificação de grupos de micro-organismos indicadores e identificação molecular de Samonella, Listeria monocytogenes e Escherichia coli diarreiogênica. A carne maturada a seco apresentou contagens significativamente menores de coliformes totais, aeróbios mesófilos, psicrotróficos e bolores e leveduras em relação à carne maturada a vácuo. Salmonella spp. não foi isolada de nenhuma das amostras de carne analisadas. L. monocytogenes e E. coli enteropatogênica (EPEC), E. coli produtora de toxina shiga (STEC) e E. coli enterohemorrágica (EHEC) foram identificadas somente das carnes maturadas a vácuo. A desidratação superficial das peças durante a maturação a seco, desde que realizada de forma correta e higiênica, pode conferir maior qualidade e menor risco microbiológico para o consumo.(AU)

Influence of dry and wet beef maturation on the microbiological quality and safety / Influência da maturação a seco e a vácuo na qualidade e segurança microbiológica da carne

The most used methods for the maturation process are vacuum (wet-aged) and dry (dry-aged), which can influence the microbiological quality and safety of meat for consumption. In this study, we aimed to verify the differences in microbiological quality between beef (Longissimus dorsi) that was wet-aged and dry-aged for 30 days, by quantification of indicator microorganism groups and molecular identification of Salmonella, Listeria monocytogenes, and diarrheagenic Escherichia coli. This study verified that the meat matured by the dry-aged method showed significantly lower counts of total coliforms, aerobic mesophiles, psychrotrophs, and molds and yeasts as compared to wet-aged meat. While the Salmonella spp. was not isolated in any beef sample, L. monocytogenes and enteropathogenic E. coli (EPEC), and shiga toxin-producing E. coli (STEC) and enterohemorrhagic E. coli (EHEC) were isolated only from wet-aged beef. Thus, it was concluded that the superficial dehydration of the meat during dry-aged maturation, if carried out correctly and hygienically, confers higher microbiological quality and can reduce the occurrence of microbiological hazards.

A maturação da carne agrega características sensoriais desejáveis ao consumidor. Os métodos mais utilizados são a vácuo (wet-aged) e à seco (dry-aged), que podem influenciar na qualidade e segurança microbiológica da carne para o consumo. O objetivo desse estudo foi verificar as diferenças de qualidade microbiológica entre cortes de contra-filé (Longissimus dorsi) maturados a vácuo e a seco por 30 dias, através da quantificação de grupos de micro-organismos indicadores e identificação molecular de Samonella, Listeria monocytogenes e Escherichia coli diarreiogênica. A carne maturada a seco apresentou contagens significativamente menores de coliformes totais, aeróbios mesófilos, psicrotróficos e bolores e leveduras em relação à carne maturada a vácuo. Salmonella spp. não foi isolada de nenhuma das amostras de carne analisadas. L. monocytogenes e E. coli enteropatogênica (EPEC), E. coli produtora de toxina shiga (STEC) e E. coli enterohemorrágica (EHEC) foram identificadas somente das carnes maturadas a vácuo. A desidratação superficial das peças durante a maturação a seco, desde que realizada de forma correta e higiênica, pode conferir maior qualidade e menor risco microbiológico para o consumo.

Detection of the mcr-1 gene in Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains isolated from broilers

ABSTRACT: Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains are among the major pathotypes found in poultry and their products, which are capable of causing human enteric infections. Colistin has been claimed the drug of choice against diseases caused by multidrug-resistant Gram-negative bacteria (MDRGN) in humans. The mcr-1 gene was the first plasmidial gene that has been described to be responsible for colistin resistance and has also been detected in birds and poultry products. Our study aimed to detect the mcr-1 gene in enteropathogenic strains of E. coli in order to evaluate the resistance to colistin in broilers. The material was obtained from 240 cloacal samples and 60 broiler carcasses. The strains were isolated by the conventional bacteriological method and by the virulence genes, which characterize the enteropathogenic strains and resistance, and the samples were detected by polymerase chain reaction (PCR). Of the 213 isolated strains of E. coli, 57 (26.76%) were characterized as atypical EPEC and 35 (16.43%) as STEC. The mcr-1 gene was found in 3.5% (2/57) of the EPEC strains and 5.7% (2/35) of the STEC strains. In this study, it was possible to confirm that the mcr-1 resistance gene is already circulating in the broiler flocks studied and may be associated with the pathogenic strains.

RESUMO: Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC) e Shigatoxigênica (STEC) estão entres os principais patotipos encontrados em aves e produtos avícolas que são capazes de causar doença entérica no homem. A colistina tem sido preconizada como droga de escolha para o tratamento de doenças causadas por bactérias Gram-negativas multirresistentes em humanos. O gene mcr-1 foi o primeiro gene plasmidial a ser descrito como responsável pela resistência a colistina e tem sido descrito em aves e produtos avícolas. Este estudo tem como objetivo a detecção do gene mcr-1 em estirpes de E. coli enteropatogênicas a fim de avaliar a resistência a colistina em frangos de corte. O material foi obtido a partir de 240 amostras cloacais e 60 carcaças de frango de corte. As estirpes foram isoladas pelo método bacteriológico convencional e os genes de virulência, que caracterizam as estirpes enteropatogênicas, e resistência foram detectados pela reação em cadeia pela polimerase (PCR). Das 213 estirpes de E. coli isoladas, 57 (26,76%) foram caracterizadas como EPEC atípica e 35 (16,43%) como STEC. O gene mcr-1 foi encontrado em 3,5% (2/57) das estirpes EPEC e 5,7% (2/35) das estirpes STEC. Neste estudo foi possível confirmar que o gene de resistência mcr-1 já está em circulação nos lotes de frango de corte estudados e pode estar associado às estirpes patogênicas.

Detection of the mcr-1 gene in Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains isolated from broilers / Detecção do gene mcr-1 em estirpes de Escherichia coli Enteropatogênicas (EPEC) e Shigatoxigênicas (STEC) isoladas de frangos de corte

Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains are among the major pathotypes found in poultry and their products, which are capable of causing human enteric infections. Colistin has been claimed the drug of choice against diseases caused by multidrug-resistant Gram-negative bacteria (MDRGN) in humans. The mcr-1 gene was the first plasmidial gene that has been described to be responsible for colistin resistance and has also been detected in birds and poultry products. Our study aimed to detect the mcr-1 gene in enteropathogenic strains of E. coli in order to evaluate the resistance to colistin in broilers. The material was obtained from 240 cloacal samples and 60 broiler carcasses. The strains were isolated by the conventional bacteriological method and by the virulence genes, which characterize the enteropathogenic strains and resistance, and the samples were detected by polymerase chain reaction (PCR). Of the 213 isolated strains of E. coli, 57 (26.76%) were characterized as atypical EPEC and 35 (16.43%) as STEC. The mcr-1 gene was found in 3.5% (2/57) of the EPEC strains and 5.7% (2/35) of the STEC strains. In this study, it was possible to confirm that the mcr-1 resistance gene is already circulating in the broiler flocks studied and may be associated with the pathogenic strains.(AU)

Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC) e Shigatoxigênica (STEC) estão entres os principais patotipos encontrados em aves e produtos avícolas que são capazes de causar doença entérica no homem. A colistina tem sido preconizada como droga de escolha para o tratamento de doenças causadas por bactérias Gram-negativas multirresistentes em humanos. O gene mcr-1 foi o primeiro gene plasmidial a ser descrito como responsável pela resistência a colistina e tem sido descrito em aves e produtos avícolas. Este estudo tem como objetivo a detecção do gene mcr-1 em estirpes de E. coli enteropatogênicas a fim de avaliar a resistência a colistina em frangos de corte. O material foi obtido a partir de 240 amostras cloacais e 60 carcaças de frango de corte. As estirpes foram isoladas pelo método bacteriológico convencional e os genes de virulência, que caracterizam as estirpes enteropatogênicas, e resistência foram detectados pela reação em cadeia pela polimerase (PCR). Das 213 estirpes de E. coli isoladas, 57 (26,76%) foram caracterizadas como EPEC atípica e 35 (16,43%) como STEC. O gene mcr-1 foi encontrado em 3,5% (2/57) das estirpes EPEC e 5,7% (2/35) das estirpes STEC. Neste estudo foi possível confirmar que o gene de resistência mcr-1 já está em circulação nos lotes de frango de corte estudados e pode estar associado às estirpes patogênicas.(AU)

Detection of the mcr-1 gene in Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains isolated from broilers / Detecção do gene mcr-1 em estirpes de Escherichia coli Enteropatogênicas (EPEC) e Shigatoxigênicas (STEC) isoladas de frangos de corte

Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains are among the major pathotypes found in poultry and their products, which are capable of causing human enteric infections. Colistin has been claimed the drug of choice against diseases caused by multidrug-resistant Gram-negative bacteria (MDRGN) in humans. The mcr-1 gene was the first plasmidial gene that has been described to be responsible for colistin resistance and has also been detected in birds and poultry products. Our study aimed to detect the mcr-1 gene in enteropathogenic strains of E. coli in order to evaluate the resistance to colistin in broilers. The material was obtained from 240 cloacal samples and 60 broiler carcasses. The strains were isolated by the conventional bacteriological method and by the virulence genes, which characterize the enteropathogenic strains and resistance, and the samples were detected by polymerase chain reaction (PCR). Of the 213 isolated strains of E. coli, 57 (26.76%) were characterized as atypical EPEC and 35 (16.43%) as STEC. The mcr-1 gene was found in 3.5% (2/57) of the EPEC strains and 5.7% (2/35) of the STEC strains. In this study, it was possible to confirm that the mcr-1 resistance gene is already circulating in the broiler flocks studied and may be associated with the pathogenic strains.(AU)

Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC) e Shigatoxigênica (STEC) estão entres os principais patotipos encontrados em aves e produtos avícolas que são capazes de causar doença entérica no homem. A colistina tem sido preconizada como droga de escolha para o tratamento de doenças causadas por bactérias Gram-negativas multirresistentes em humanos. O gene mcr-1 foi o primeiro gene plasmidial a ser descrito como responsável pela resistência a colistina e tem sido descrito em aves e produtos avícolas. Este estudo tem como objetivo a detecção do gene mcr-1 em estirpes de E. coli enteropatogênicas a fim de avaliar a resistência a colistina em frangos de corte. O material foi obtido a partir de 240 amostras cloacais e 60 carcaças de frango de corte. As estirpes foram isoladas pelo método bacteriológico convencional e os genes de virulência, que caracterizam as estirpes enteropatogênicas, e resistência foram detectados pela reação em cadeia pela polimerase (PCR). Das 213 estirpes de E. coli isoladas, 57 (26,76%) foram caracterizadas como EPEC atípica e 35 (16,43%) como STEC. O gene mcr-1 foi encontrado em 3,5% (2/57) das estirpes EPEC e 5,7% (2/35) das estirpes STEC. Neste estudo foi possível confirmar que o gene de resistência mcr-1 já está em circulação nos lotes de frango de corte estudados e pode estar associado às estirpes patogênicas.(AU)

Escherichia coli in Chicken Carcasses in Southern Brazil: Absence of Shigatoxigenic (STEC) and Isolation of Atypical Enteropathogenic (aEPEC)

The aim of this study was to investigate the presence of shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) and atypical enteropathogenic Escherichia coli (aEPEC) in frozen chicken carcasses sold at stores in southern Brazil. Typical E. coli colonies were enumerated in 246 chicken carcasses, and the presence of stx1, stx2, eae genes was investigated in their rinse liquid and in E. coli strains isolated from those carcasses. Strains of E. coli were also investigated for the presence of bfp gene. A median of 0.6 cfu.g-1(ranging from 0.1 to 242.7 cfu.g-1) of typical E. coli colonies was found in the carcasses. Shiga toxin-encoding genes (stx1 and stx2) were not detected, indicating that the chicken carcasses were negative for STEC. The intimin protein gene (eae) was detected in E.coli isolated from 4.88% of the carcasses; all tested strains were negative for the bfp gene and were classified as aEPEC. Twenty-two aEPEC strains were tested for resistance to ten antimicrobials and subjected to macrorestriction (PFGE). All the tested aEPEC strains were fully susceptible to cephalosporins, ciprofloxacin and colistin. Resistance to sulfonamide (65%), ampicillin (55%), tetracycline (50%) and gentamicin (45%) were the most frequent. The PFGE profile demonstrated a low level of similarity among the resistant strains, indicating that they were epidemiologically unrelated. The results indicate that aEPEC strains can contaminate chicken meat, and their association with strains implicated in human diarrhea needs to be further investigated.(AU)

Escherichia coli in Chicken Carcasses in Southern Brazil: Absence of Shigatoxigenic (STEC) and Isolation of Atypical Enteropathogenic (aEPEC)

The aim of this study was to investigate the presence of shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) and atypical enteropathogenic Escherichia coli (aEPEC) in frozen chicken carcasses sold at stores in southern Brazil. Typical E. coli colonies were enumerated in 246 chicken carcasses, and the presence of stx1, stx2, eae genes was investigated in their rinse liquid and in E. coli strains isolated from those carcasses. Strains of E. coli were also investigated for the presence of bfp gene. A median of 0.6 cfu.g-1(ranging from 0.1 to 242.7 cfu.g-1) of typical E. coli colonies was found in the carcasses. Shiga toxin-encoding genes (stx1 and stx2) were not detected, indicating that the chicken carcasses were negative for STEC. The intimin protein gene (eae) was detected in E.coli isolated from 4.88% of the carcasses; all tested strains were negative for the bfp gene and were classified as aEPEC. Twenty-two aEPEC strains were tested for resistance to ten antimicrobials and subjected to macrorestriction (PFGE). All the tested aEPEC strains were fully susceptible to cephalosporins, ciprofloxacin and colistin. Resistance to sulfonamide (65%), ampicillin (55%), tetracycline (50%) and gentamicin (45%) were the most frequent. The PFGE profile demonstrated a low level of similarity among the resistant strains, indicating that they were epidemiologically unrelated. The results indicate that aEPEC strains can contaminate chicken meat, and their association with strains implicated in human diarrhea needs to be further investigated.

Diarrheagenic Escherichia coli in raw milk, water, and cattle feces in non-technified dairy farms / Escherichia coli diarreiogênica em leite cru, água e fezes bovinas de propriedades leiteiras não tecnificadas

This study focused on detecting diarrheagenic Escherichia coli, enteropathogenic E. coli (EPEC), Shiga-toxin-producing E. coli (STEC), enterohemorrhagic E. coli (EHEC or STEC:EPEC), enterotoxigenic E. coli (ETEC), and enteroaggregative E. coli (EAEC) in raw milk, water, and cattle feces sampled from non-technified dairy farms located in the northeastern São Paulo State, Brazil. Thirty-six water samples were collected at different points, namely, water wells (8 samples), water intended for human consumption (8 samples), water from milking parlor (8 samples), and water intended for animal consumption (7 samples), headwaters (1 sample), rivers (3 samples), and reservoirs (1 sample). Three raw milk samples were taken directly from bulk tanks in each farm, totalizing 24 samples. Feces samples were collected using rectal swabs from 160 bovines (20 animals per farm). E. coli was detected in 128 feces samples (80%), 16 raw milk samples (66.67%), and 20 water samples (55.56%). STEC (26 samples, 16.25%), EPEC (10 samples, 6.25%), STEC: EPEC (5 samples, 3.13%), and STEC: ETEC (1 sample, 0.63%) were the most prevalent strains detected in samples from cattle feces. EPEC, STEC, and STEC: EPEC strains were detected in 4.17% (1 sample), 16.67% (4 samples), and 4.17% (1 sample) of raw milk samples, respectively. STEC strains were detected in water used in the milking parlor, while no EAEC strain was detected. As a conclusion, cattle feces are important contamination sources of pathogenic E. coli in non-technified dairy farms and, consequently, cross-contamination among feces, water, and/or raw milk can occur. The use of quality water and hygienic practices during milking are recommended to avoid contamination since pathogens can be transmitted to humans via raw milk or raw milk cheese ingestion.

Este estudo teve como objetivo realizar a detecção de Escherichia coli diarreiogênica (EPEC, STEC, ETEC e EAEC) em leite, água e fezes bovinas em pequenas propriedades leiteiras localizadas na Região Nordeste do Estado de São Paulo, Brasil. E. coli foi detectada em amostras obtidas de fezes (80%), leite cru (66,67%) e água (55,56%). STEC, EPEC, STEC:EPEC e STEC:ETEC foram as cepas mais prevalentes em amostras de fezes bovinas, respectivamente. Em relação ao leite cru, cepas de EPEC, STEC e STEC:EPEC foram detectadas em 4,17%, 16,67% e 4,17% das amostras, respectivamente. Ainda, detectou-se STEC na amostra de água utilizada na sala de ordenha, enquanto EAEC não foi detectada em nenhuma amostra. Conclui-se que fezes de bovinos é uma importante fonte de contaminação de E. coli patogênicas em propriedades leiteiras e podem consequentemente contaminar o leite cru e água. A importância da qualidade da água e da adoção efetiva de práticas higiênicas durante a obtenção do leite para evitar a contaminação são recomendadas devido à possibilidade de transmissão de microorganismos patogênicos a seres humanos devido a ingestão de leite cru ou queijos produzidos a partir de leite não pasteurizado.

Diarrheagenic Escherichia coli in raw milk, water, and cattle feces in non-technified dairy farms / Escherichia coli diarreiogênica em leite cru, água e fezes bovinas de propriedades leiteiras não tecnificadas

This study focused on detecting diarrheagenic Escherichia coli, enteropathogenic E. coli (EPEC), Shiga-toxin-producing E. coli (STEC), enterohemorrhagic E. coli (EHEC or STEC:EPEC), enterotoxigenic E. coli (ETEC), and enteroaggregative E. coli (EAEC) in raw milk, water, and cattle feces sampled from non-technified dairy farms located in the northeastern São Paulo State, Brazil. Thirty-six water samples were collected at different points, namely, water wells (8 samples), water intended for human consumption (8 samples), water from milking parlor (8 samples), and water intended for animal consumption (7 samples), headwaters (1 sample), rivers (3 samples), and reservoirs (1 sample). Three raw milk samples were taken directly from bulk tanks in each farm, totalizing 24 samples. Feces samples were collected using rectal swabs from 160 bovines (20 animals per farm). E. coli was detected in 128 feces samples (80%), 16 raw milk samples (66.67%), and 20 water samples (55.56%). STEC (26 samples, 16.25%), EPEC (10 samples, 6.25%), STEC: EPEC (5 samples, 3.13%), and STEC: ETEC (1 sample, 0.63%) were the most prevalent strains detected in samples from cattle feces. EPEC, STEC, and STEC: EPEC strains were detected in 4.17% (1 sample), 16.67% (4 samples), and 4.17% (1 sample) of raw milk samples, respectively. STEC strains were detected in water used in the milking parlor, while no EAEC strain was detected. As a conclusion, cattle feces are important contamination sources of pathogenic E. coli in non-technified dairy farms and, consequently, cross-contamination among feces, water, and/or raw milk can occur. The use of quality water and hygienic practices during milking are recommended to avoid contamination since pathogens can be transmitted to humans via raw milk or raw milk cheese ingestion.(AU)

Este estudo teve como objetivo realizar a detecção de Escherichia coli diarreiogênica (EPEC, STEC, ETEC e EAEC) em leite, água e fezes bovinas em pequenas propriedades leiteiras localizadas na Região Nordeste do Estado de São Paulo, Brasil. E. coli foi detectada em amostras obtidas de fezes (80%), leite cru (66,67%) e água (55,56%). STEC, EPEC, STEC:EPEC e STEC:ETEC foram as cepas mais prevalentes em amostras de fezes bovinas, respectivamente. Em relação ao leite cru, cepas de EPEC, STEC e STEC:EPEC foram detectadas em 4,17%, 16,67% e 4,17% das amostras, respectivamente. Ainda, detectou-se STEC na amostra de água utilizada na sala de ordenha, enquanto EAEC não foi detectada em nenhuma amostra. Conclui-se que fezes de bovinos é uma importante fonte de contaminação de E. coli patogênicas em propriedades leiteiras e podem consequentemente contaminar o leite cru e água. A importância da qualidade da água e da adoção efetiva de práticas higiênicas durante a obtenção do leite para evitar a contaminação são recomendadas devido à possibilidade de transmissão de microorganismos patogênicos a seres humanos devido a ingestão de leite cru ou queijos produzidos a partir de leite não pasteurizado.(AU)

Antimicrobial activity of enterocin obtained from Enterococcus durans on Shiga-like toxin-producing Escherichia coli / Atividade antimicrobiana de enterocina produzida por Enterococcus durans sobre Escherichia coli produtora de toxina Shiga-like

Shiga-like toxin-producing Escherichia coli (STEC) is an important source of food contamination that presents risks to human health. Several industrial food processes eliminate this microorganism; however, these processes can alter the characteristics of the product. Alternative methods of preservation have been identified as an option to control these foodborne pathogens. The purpose of this study was to evaluate the action of bacteriocins produced by Enterococcus durans MF5 in STEC cells. Cell-free supernatant (CFS) containing enterocins from the MF5 isolate was tested over different time points (6, 18, and 24 h). Enterocins present in the crude CFS showed inhibition against STEC at all time points. In the investigation of cell integrity, using propidium iodide and fluorescence microscopy, considerable cell death was observed within 6 h of the cells being in contact with the enterocins, which was also observed at the 18 and 24 h time points. These results showed that the enterocins produced by the MF5 isolate have potential use in the control of STEC.(AU)

Escherichia coli, produtora de toxina Shiga-like (STEC), apresenta riscos à saúde humana, constituindo uma importante fonte de contaminação na indústria de alimentos. Diversos processos industriais eliminam esse microrganismo, contudo podem alterar as características do produto. Métodos alternativos de conservação tem sido uma opção para controlar esse microrganismo de alimentos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a ação de bacteriocinas produzidas por Enterococcus durans MF5 em células de E. coli STEC. Foram utilizados sobrenadante livre de células (CFS) contendo enterocina, nos tempos 6, 18 e 24 horas de incubação. A enterocina presente no CFS bruto apresentou inibição contra E. coli STEC em todos os tempos testados. Na observação da integridade celular utilizando iodeto de propídio e observação em microscópio de fluorescência, observou-se que em 6h da célula em contato com a enterocina, já havia considerável morte celular, estendendo até os tempos de 18 e 24 horas. Os resultados obtidos mostraram que a enterocina produzida pelo isolado MF5 apresenta uso potencial no controle de E. coli STEC.(AU)

Resistência antimicrobiana e caracterização molecular do grupo filogenético de STEC e EPEC típicas e atípicas isoladas de queijos Minas Frescal clandestinos / Antimicrobial resistance and molecular characterization of the phylogenetic group of STEC and EPEC typical and atypical isolated from clandestines Minas Frescal cheeses

Esse estudo avaliou a resistência antimicrobiana e o grupo filogenético de Escherichia coli enteropatogênicas (EPEC) e produtoras de toxina shiga-like (STEC) em 10 amostras de queijos Minas Frescal clandestinos. A média da contagem de E. coli foi de 1,1 x 105 UFC/g. Duas (1,8%) das 111 cepas foram identificadas como EPEC (gene eaeA) sendo uma EPEC típica (gene bfpA) e outra atípica. Outras três (2,7%) foram identificadas como STEC (gene stx2). A t-EPEC foi resistente à estreptomicina e a a-EPEC à cefoxitina e ampicilina. Uma STEC foi considerada multirresistente (ampicilina, estreptomicina e tetraciclina), outra resistente à tetraciclina e outra sensível. A presença de t-EPEC, juntamente com o predomínio de cepas do grupo filogenético A (60%), confirmam a possível origem fecal humana dos isolados de E. coli nos queijos clandestinos.(AU)

Resistência antimicrobiana e caracterização molecular do grupo filogenético de STEC e EPEC típicas e atípicas isoladas de queijos Minas Frescal clandestinos / Antimicrobial resistance and molecular characterization of the phylogenetic group of STEC and EPEC typical and atypical isolated from clandestines Minas Frescal cheeses

Esse estudo avaliou a resistência antimicrobiana e o grupo filogenético de Escherichia coli enteropatogênicas (EPEC) e produtoras de toxina shiga-like (STEC) em 10 amostras de queijos Minas Frescal clandestinos. A média da contagem de E. coli foi de 1,1 x 105 UFC/g. Duas (1,8%) das 111 cepas foram identificadas como EPEC (gene eaeA) sendo uma EPEC típica (gene bfpA) e outra atípica. Outras três (2,7%) foram identificadas como STEC (gene stx2). A t-EPEC foi resistente à estreptomicina e a a-EPEC à cefoxitina e ampicilina. Uma STEC foi considerada multirresistente (ampicilina, estreptomicina e tetraciclina), outra resistente à tetraciclina e outra sensível. A presença de t-EPEC, juntamente com o predomínio de cepas do grupo filogenético A (60%), confirmam a possível origem fecal humana dos isolados de E. coli nos queijos clandestinos.

Detecção de Escherichia coli potencialmente patogênica em diferentes pontos da obtenção do leite e da elaboração de queijos tipo Minas Frescal / Detection of potentially pathogenic Escherichia coli from different points of milk obtaining and elaboration of Minas Frescal cheese

Os diferentes grupos de E. coli podem estar presentes no leite e seus derivados, que podem resultar em infecções em humanos. Este estudo objetivou isolar E. coli de diferentes pontos da obtenção do leite e da elaboração de queijos tipo Minas frescal, detectar os patótipos EAEC, EIEC, ETEC, EPEC, STEC, ExPEC e caracterizar os isolados pela pesquisa de genes de virulência . Para tanto, foram realizadas coletas em cinco pequenas propriedades rurais produtoras deste tipo de queijo no nordeste do estado de São Paulo. Foram coletadas amostras de suabes de fezes bovinas, de mãos de ordenhador, balde, leite, soro, água, superfície de elaboração de queijos, mãos de manipulador do queijo, peneiras, bandejas, fôrmas e escumadeiras. Foram obtidos 73 isolados de E. coli potencialmente patogênicos, sendo que nas amostras de leite e queijo foram encontrados isolados como STEC e ExPEC. Assim, a presença de cepas de E. coli potencialmente patogênicas na obtenção do leite e na produção do queijo constitui risco para a saúde pública.(AU)