Antimicrobial activity of propolis extract fractions against Staphylococcus spp. isolated from goat mastitis / Atividade antimicrobiana de frações do extrato de própolis frente à Staphylococcus spp. isolados de mastite caprina

The indiscriminate use of antibiotics in the treatment of caprine mastitis causes the appearance of resistant microorganisms, besides leaving residues in milk, putting at risk to human health. In this way, propolis is an alternative in the treatment of diseases because it has antimicrobial activity, mainly because of the presence of flavonoids in its composition. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial potential of propolis to Staphylococcus spp. Isolated from cases of goat mastitis and qualify the crude ethanoic extract by high performance liquid chromatography (HPLC). In this study, the minimum bactericidal concentration values of propolis extracts in ethanol, ethyl acetate and hexane showed that the best concentrations capable of promoting the highest mortality of the isolates of Staphylococcus spp. from mastitis in goats, were 6250, 3125 and 1562.5µg/mL, respectively. By the microplate adherence test, it was found that 20.78% isolates were not able to form biofilm, 14.70% were classified as moderate and 64.70% were weak and none as a strong biofilm producer. Propolis in its different diluents was able to affect the formation of biofilm and showed a pronounced marked antimicrobial activity against Staphylococcus spp. strains and may be indicated for use in in vivo studies.(AU)

O uso indiscriminado de antibióticos no tratamento de mastite caprina leva ao desenvolvimento de micro-organismos resistentes que poderão estar presentes em alimentos, colocando em risco a saúde humana. Dessa forma, a própolis surge como uma alternativa para o tratamento de doenças por possuir uma ação antimicrobiana, principalmente pela presença de flavonoides em sua composição. O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial antimicrobiano da própolis frente à Staphylococcus spp. isolados de casos de mastite caprina e qualificar o extrato etanoico bruto por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-DAD). Neste estudo, os valores de concentração bactericida mínima (CBM) dos extratos de própolis em álcool etílico, acetato de etila e hexano nos isolados foram de 6250, 3125 e 1562,5µg/mL, respectivamente. Pelo teste de aderência à microplacas, observou-se que 20,78% dos microorganismos, não foram capazes de formar biofilme, 14,70% foram classificados como moderados, 64,70% em fracos e nenhum como forte produtor de biofilme. A própolis em seus diferentes diluentes foi capaz de afetar a formação de biofilme e apresentou significativa atividade antimicrobiana frente a cepas de Staphylococcus spp., podendo ser indicada para utilização em estudos "in vivo".(AU)

Antimicrobial activity of propolis extract fractions against Staphylococcus spp. isolated from goat mastitis / Atividade antimicrobiana de frações do extrato de própolis frente à Staphylococcus spp. isolados de mastite caprina

The indiscriminate use of antibiotics in the treatment of caprine mastitis causes the appearance of resistant microorganisms, besides leaving residues in milk, putting at risk to human health. In this way, propolis is an alternative in the treatment of diseases because it has antimicrobial activity, mainly because of the presence of flavonoids in its composition. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial potential of propolis to Staphylococcus spp. Isolated from cases of goat mastitis and qualify the crude ethanoic extract by high performance liquid chromatography (HPLC). In this study, the minimum bactericidal concentration values of propolis extracts in ethanol, ethyl acetate and hexane showed that the best concentrations capable of promoting the highest mortality of the isolates of Staphylococcus spp. from mastitis in goats, were 6250, 3125 and 1562.5µg/mL, respectively. By the microplate adherence test, it was found that 20.78% isolates were not able to form biofilm, 14.70% were classified as moderate and 64.70% were weak and none as a strong biofilm producer. Propolis in its different diluents was able to affect the formation of biofilm and showed a pronounced marked antimicrobial activity against Staphylococcus spp. strains and may be indicated for use in in vivo studies.(AU)

O uso indiscriminado de antibióticos no tratamento de mastite caprina leva ao desenvolvimento de micro-organismos resistentes que poderão estar presentes em alimentos, colocando em risco a saúde humana. Dessa forma, a própolis surge como uma alternativa para o tratamento de doenças por possuir uma ação antimicrobiana, principalmente pela presença de flavonoides em sua composição. O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial antimicrobiano da própolis frente à Staphylococcus spp. isolados de casos de mastite caprina e qualificar o extrato etanoico bruto por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-DAD). Neste estudo, os valores de concentração bactericida mínima (CBM) dos extratos de própolis em álcool etílico, acetato de etila e hexano nos isolados foram de 6250, 3125 e 1562,5µg/mL, respectivamente. Pelo teste de aderência à microplacas, observou-se que 20,78% dos microorganismos, não foram capazes de formar biofilme, 14,70% foram classificados como moderados, 64,70% em fracos e nenhum como forte produtor de biofilme. A própolis em seus diferentes diluentes foi capaz de afetar a formação de biofilme e apresentou significativa atividade antimicrobiana frente a cepas de Staphylococcus spp., podendo ser indicada para utilização em estudos "in vivo".(AU)

Antimicrobial activity of propolis extract fractions against Staphylococcus spp. isolated from goat mastitis

ABSTRACT: The indiscriminate use of antibiotics in the treatment of caprine mastitis causes the appearance of resistant microorganisms, besides leaving residues in milk, putting at risk to human health. In this way, propolis is an alternative in the treatment of diseases because it has antimicrobial activity, mainly because of the presence of flavonoids in its composition. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial potential of propolis to Staphylococcus spp. Isolated from cases of goat mastitis and qualify the crude ethanoic extract by high performance liquid chromatography (HPLC). In this study, the minimum bactericidal concentration values of propolis extracts in ethanol, ethyl acetate and hexane showed that the best concentrations capable of promoting the highest mortality of the isolates of Staphylococcus spp. from mastitis in goats, were 6250, 3125 and 1562.5g/mL, respectively. By the microplate adherence test, it was found that 20.78% isolates were not able to form biofilm, 14.70% were classified as moderate and 64.70% were weak and none as a strong biofilm producer. Propolis in its different diluents was able to affect the formation of biofilm and showed a pronounced marked antimicrobial activity against Staphylococcus spp. strains and may be indicated for use in in vivo studies.

RESUMO: O uso indiscriminado de antibióticos no tratamento de mastite caprina leva ao desenvolvimento de micro-organismos resistentes que poderão estar presentes em alimentos, colocando em risco a saúde humana. Dessa forma, a própolis surge como uma alternativa para o tratamento de doenças por possuir uma ação antimicrobiana, principalmente pela presença de flavonoides em sua composição. O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial antimicrobiano da própolis frente à Staphylococcus spp. isolados de casos de mastite caprina e qualificar o extrato etanoico bruto por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-DAD). Neste estudo, os valores de concentração bactericida mínima (CBM) dos extratos de própolis em álcool etílico, acetato de etila e hexano nos isolados foram de 6250, 3125 e 1562,5g/mL, respectivamente. Pelo teste de aderência à microplacas, observou-se que 20,78% dos microorganismos, não foram capazes de formar biofilme, 14,70% foram classificados como moderados, 64,70% em fracos e nenhum como forte produtor de biofilme. A própolis em seus diferentes diluentes foi capaz de afetar a formação de biofilme e apresentou significativa atividade antimicrobiana frente a cepas de Staphylococcus spp., podendo ser indicada para utilização em estudos in vivo.

Ocorrência, patógenos e fatores de risco para mastite subclínica em cabras leiteiras / Occurrence, pathogens and risk factors for subclinical mastitis in dairy goats

Milk samples from 257 goats and 513 half udders of 10 dairy goat farms were analyzed by microbiological culture, to evaluate the sanitary management, and epidemiological questionnaire results. Multivariate analysis of risk factors for subclinical mastitis in goats, with the adjusted Odds Ratio for subclinical mastitis was performed. The prevalence of subclinical mastitis in goats by microbiological culture was 43.6%, and clinical mastitis was 5.84%. From 178 positive teats by microbiological culture, the most prevalent pathogens were coagulase-negative staphylococci - CNS (70%), S. aureus (13.5%), S. intermedius (7.9%), and Enterobacteriaceae (4%). The risk factors analysis revealed significant association between the disease and the flock size (OR= 3.33; P= 0.0268), and the farm was a confounding factor, being kept in the final statistical model. Despite the non-identification of all the factors associated with subclinical mastitis in herds and the existence of confounding factors that hinder statistical analyzes, the study of risk factors is important for the improvement of disease control and prevention programs in dairy goat, and it can be used as a tool in the reduction of environmental and contagious pathogens such as staphylococci that were the most identified pathogens causing caprine mastitis in the study.(AU)

Ocorrência, patógenos e fatores de risco para mastite subclínica em cabras leiteiras / Occurrence, pathogens and risk factors for subclinical mastitis in dairy goats

Milk samples from 257 goats and 513 half udders of 10 dairy goat farms were analyzed by microbiological culture, to evaluate the sanitary management, and epidemiological questionnaire results. Multivariate analysis of risk factors for subclinical mastitis in goats, with the adjusted Odds Ratio for subclinical mastitis was performed. The prevalence of subclinical mastitis in goats by microbiological culture was 43.6%, and clinical mastitis was 5.84%. From 178 positive teats by microbiological culture, the most prevalent pathogens were coagulase-negative staphylococci - CNS (70%), S. aureus (13.5%), S. intermedius (7.9%), and Enterobacteriaceae (4%). The risk factors analysis revealed significant association between the disease and the flock size (OR= 3.33; P= 0.0268), and the farm was a confounding factor, being kept in the final statistical model. Despite the non-identification of all the factors associated with subclinical mastitis in herds and the existence of confounding factors that hinder statistical analyzes, the study of risk factors is important for the improvement of disease control and prevention programs in dairy goat, and it can be used as a tool in the reduction of environmental and contagious pathogens such as staphylococci that were the most identified pathogens causing caprine mastitis in the study.(AU)

CARACTERIZAÇÃO GENÔMICA DE ESTIRPES DE STAPHYLOCOCCUS CAPRAE: IMPLICAÇÕES PARA A QUALIDADE E SEGURANÇA DO LEITE CAPRINO

Objetivou-se, por meio do presente estudo, caracterizar o genoma de Staphylococcus caprae (S. caprae), uma bactéria do grupo dos Staphylococcus coagulase negativos (CoNS), associada à mastite subclínica em cabras na Paraíba e suas implicações na qualidade do leite produzido. No primeiro capítulo, foi apresentado um referencial teórico abrangendo os desafios relacionados às infecções intramamárias subclínicas na caprinocultura e seu impacto na qualidade e na segurança do leite e seus derivados. Adicionalmente, foram abordados avanços tecnológicos relacionados às pesquisas em microbiológa aplicada ao setor agropecuário. No segundo capítulo, objetivou-se caracterizar genomas de S. caprae isolados associados à mastite subclínica caprina no Estado da Paraíba, identificando fatores de virulência através de análises de bioinformática. Para isso, foram selecionadas, da bacterioteca do Laboratório de Avaliação dos Produtos de Origem Animal (LAPOA), três cepas originalmente isoladas de leite caprino com mastite subclínica e previamente identificadas por MALDI-TOF. Foi realizado sequenciamento do genoma completo dessas cepas em plataforma Illumina Miseq, montagem do genoma pelo método de novo e anotação. Foram realizados estudos genômicos comparativos com outras espécies de Staphylococcus spp., buscando-se identificar genes de interesse relacionados a produção de enterotoxinas e à formação de biofilme. Foi realizado ainda um estudo filogenético utilizando 29 cepas de Staphylococcus spp., incluindo os genomas sequenciados neste estudo. Os resultados mostraram que as cepas de S. caprae isoladas de mastite caprina no Estado da Paraíba possuem elevado potencial de produção de biofilme, uma vez que todas apresentaram o operon icaADBCR. Adicionalmente, as estirpes investigadas apresentaram genes codificadores de enterotoxinas (sec, sed, seg), podendo representar um problema em saúde pública associada à intoxicação alimentar estafilocócica em seres humanos. Portanto, os resultados reforçam a necessidade de manter um programa de controle sanitário visando a redução de Staphylococcus coagulase-negativos em rebanhos caprinos, que por sua vez, apresentam-se como espécies predominantes em casos de infecções intramamária em pequenos ruminantes.

The aim of this study was to characterize the genome of Staphylococcus caprae (S. caprae), a bacterium of coagulase-negative staphylococci (CoNS) group, associated with subclinical mastitis in dairy goat herds in Paraíba state and its implications for the quality and safety goat milk. The first chapter refers to a review covering the challenges associated with subclinical mastitis in the dairy goat sector, and the technological advances applied to research in agricultural microbiology. The second chapter presents the genome analyses of S. caprae strains associated with subclinical mastitis in goat herds in Paraíba, in which virulence factors were identified by means of downstream bioinformatics tools. S. caprae strains originally isolated from milk of goats with subclinical mastitis were selected from the collection of the Laboratory for the Evaluation of Animal Products, and confirmed by MALDI-TOF. After whole genome sequencing using Illumina high-throughput sequencing, de novo assembling and annotation, comparative genomic analyses were carried out using 26 publicly available genomes of coagulase-negative Staphylococcus strains. The results showed that S. caprae associated with subclinical mastitis in goat herds in Paraíba has great capacity for biofilm production, as all strains carried the operon icaADBCR. In addition, the investigated strains may represent a burden to public health as they carried genes encoding for staphylococcal enterotoxins (sec, sed, seg) associated with food poisoning in humans. In summary, the results reinforce the need to reduce coagulase-negative staphylococci infections in goat herds, as they represent species associated with subclinical intramammary infections in small ruminants.