Antibiotic resistance pattern and pathological features of avian pathogenic Escherichia coli O78: K80 in chickens / Padrão de resistência a antibióticos e características patológicas de Escherichia coli patogênica aviária O78: K80 em galinhas

ABSTRACT

Avian pathogenic Escherichia coli (APEC) induces colibacillosis, an acute and systemic disease, resulting in substantial economic losses in the poultry sector. This study aimed to investigate the antibiotic resistance pattern associated with frequent virulence gene distribution in APEC O78K80 that may cause pathological alterations in chickens. The antibiogram profile showed high resistance to erythromycin, chloramphenicol, tetracycline, ampicillin, and co-trimoxazole, followed by intermediate resistance to ciprofloxacin, levofloxacin, enrofloxacin, norfloxacin, nitrofurantoin, and doxycycline hydrochloride, and sensitive to amikacin, streptomycin, gentamicin, and colistin. Virulence gene distribution identifies eight (irp-2, iutA, ompT, iss, iucD, astA, hlyF, iroN) genes through a conventional polymerase chain reaction. APEC O78K80 caused significantly high liver enzyme concentrations, serum interleukin-6 and tumor necrosis factor-alpha levels in experimental birds. Also, infected birds have hypoproteinemia, hypoalbuminemia, and hyperglobulinemia. Necropsy examination revealed fibrinous perihepatitis and pericarditis, congested lungs, intestinal ecchymotic hemorrhages and necrotizing granulomatosis of the spleen. Histopathological examination depicted hepatocellular degeneration, myocardial necrosis, interstitial nephritis, intestinal hemorrhages and lymphopenia in the spleen. This study is the first evidence to assess the antibiotic resistance profile linked with virulence genes and clinicopathological potential of APEC O78K80 in chickens in Pakistan, which could be a useful and rapid approach to prevent and control the disease by developing the control strategies.

RESUMO

A Escherichia coli patogênica aviária (APEC) induz a colibacilose, uma doença aguda e sistêmica, resultando em perdas econômicas substanciais no setor avícola. Este estudo teve como objetivo investigar o padrão de resistência a antibióticos associado à frequente distribuição de genes de virulência em APEC O78K80 que podem causar alterações patológicas em galinhas. O perfil do antibiograma mostrou alta resistência à eritromicina, cloranfenicol, tetraciclina, ampicilina e cotrimoxazol; resistência intermediária à ciprofloxacina, levofloxacina, enrofloxacina, norfloxacina, nitrofurantoína e cloridrato de doxiciclina; e sensível à amicacina, estreptomicina, gentamicina e colistina . A distribuição de genes de virulência identificou oito genes (irp-2, iutA, ompT, iss, iucD, astA, hlyF e iroN) por meio de uma reação em cadeia da polimerase convencional. A APEC O78K80 causou concentrações significativamente altas de enzimas hepáticas, níveis séricos de interleucina-6 e fator de necrose tumoral alfa em aves experimentais. Além disso, aves infectadas apresentaram hipoproteinemia, hipoalbuminemia e hiperglobulinemia. O exame de necropsia revelou peri-hepatite e pericardite fibrinosa, pulmões congestos, hemorragias equimóticas do intestino e granulomatose necrosante do baço. O exame histopatológico mostrou degeneração hepatocelular, necrose miocárdica, nefrite intersticial, hemorragias intestinais e linfopenia no baço. Este estudo é a primeira evidência para avaliar o perfil de resistência a antibióticos associado a genes de virulência e potencial clínico-patológico de APEC O78K80 em galinhas no Paquistão, o que pode ser uma abordagem útil e rápida para prevenir e controlar a doença por meio do desenvolvimento de estratégias de controle.