Genetic diversity and antimicrobial susceptibility of Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis in Minas Gerais, Brazil / Diversidade genética e susceptibilidade a antimicrobianos em Staphylococcus aureus isoladas de mastite bovina em Minas Gerais, Brasil

ABSTRACT: This study evaluated the genetic diversity and antimicrobial susceptibility of Staphylococcus aureus isolates from dairy cows in Minas Gerais, Brazil. Thirty-seven isolates from five municipalities (8 herds) were genotyped using multi-locus sequence typing (MLST) and susceptibility to 12 antimicrobial agents was tested using the disk diffusion method. High resistance rates for penicillin [75.68% (28/37)], ampicillin [70.27% (26/37)], and tetracycline [70.27% (26/37)] were detected. Multidrug resistance was observed in seven [18.92% (7/37)] isolates, and two were suggestive of Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Among the 37 isolates, 33 novel sequence types (ST) and two known STs (ST126 and ST746) were identified in MLST. The clonal complexes more frequently observed were: CC97 [78.38%; (29/37)], CC1 [8.11%; (3/37)] and CC5 [5.40%; (2/37)]. Minimum‐spanning tree (MST) analysis according to data from municipalities, herds, and resistance patterns for all isolates did not show any clustering pattern. However, the MST comparing all Brazilian S. aureus isolates deposited in the PubMLST database and from this study depicted an association between the genotype and strain origin (clinical sample). Isolates from this study that belong to CC97 were close to database isolates from milk and dairy products, while those that belong to CC1 and CC5 were close to database isolates from human sources and the environment of dairy farms or industries. In conclusion, our results showed a high rate of resistance to penicillins and tetracyclines and great genetic diversity among the S. aureus isolates from bovine mastitis genotyped in the present study.

RESUMO: Este estudo teve como objetivo avaliar a diversidade genética e a suscetibilidade a antimicrobianos de cepas de Staphylococcus aureus isoladas de vacas leiteiras em Minas Gerais, Brasil. Trinta e sete cepas provenientes de cinco municípios (oito rebanhos) foram genotipadas usando a técnica multi-locus sequence typing (MLST) e a suscetibilidade a 12 antimicrobianos foi avaliada pelo método de difusão em disco. Foram detectadas altas taxas de resistência para penicilina [75,68% (28/37)], ampicilina [70,27% (26/37)] e tetraciclina [70,27% (26/37)] entre os isolados. A multirresistência foi observada em sete [18,92% (7/37)] isolados e dois foram classificados como sugestivos de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). Entre os 37 isolados, 33 novos sequence types (ST) e dois STs conhecidos (ST126 e ST746) foram identificados pelo MLST. Os complexos clonais mais frequentemente observados foram: CC97 [78,38%; (29/37)], CC1 [8,11%; (3/37)] e CC5 [5,40%; (2/37)]. Foi construída uma minimum‐spanning tree (MSTs) com todos isolados estudados e esta não mostrou padrão de agrupamento quando comparada com dados epidemiológicos como municípios e rebanho, do qual foi isolado, e perfis de resistência a antimicrobianos. Uma segunda MST foi construída comparando os isolados deste estudo e todas as cepas de S. aureus depositadas no banco de dados PubMLST provenientes do Brasil, que mostrou associação entre o genótipo, STs e a origem da cepa. Foi possível observar entre os isolados do estudo que, aqueles que pertenciam ao CC97, eram geneticamente mais próximos das cepas depositadas no PubMLST isoladas de leite e de produtos lácteos, enquanto aqueles que pertenciam aos CC1 e CC5 estavam mais próximos a cepas isoladas de humanos ou do ambiente de fazendas e indústrias de laticínios. Em conclusão, nossos resultados mostraram um alto índice de resistência às penicilinas e tetraciclinas e grande diversidade genética entre as cepas de S. aureus isoladas de casos de mastite bovina.

Genetic diversity and antimicrobial susceptibility of Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis in Minas Gerais, Brazil / Diversidade genética e susceptibilidade a antimicrobianos em Staphylococcus aureus isoladas de mastite bovina em Minas Gerais, Brasil

This study evaluated the genetic diversity and antimicrobial susceptibility of Staphylococcus aureus isolates from dairy cows in Minas Gerais, Brazil. Thirty-seven isolates from five municipalities (8 herds) were genotyped using multi-locus sequence typing (MLST) and susceptibility to 12 antimicrobial agents was tested using the disk diffusion method. High resistance rates for penicillin [75.68% (28/37)], ampicillin [70.27% (26/37)], and tetracycline [70.27% (26/37)] were detected. Multidrug resistance was observed in seven [18.92% (7/37)] isolates, and two were suggestive of Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Among the 37 isolates, 33 novel sequence types (ST) and two known STs (ST126 and ST746) were identified in MLST. The clonal complexes more frequently observed were: CC97 [78.38%; (29/37)], CC1 [8.11%; (3/37)] and CC5 [5.40%; (2/37)]. Minimum­spanning tree (MST) analysis according to data from municipalities, herds, and resistance patterns for all isolates did not show any clustering pattern. However, the MST comparing all Brazilian S. aureus isolates deposited in the PubMLST database and from this study depicted an association between the genotype and strain origin (clinical sample). Isolates from this study that belong to CC97 were close to database isolates from milk and dairy products, while those that belong to CC1 and CC5 were close to database isolates from human sources and the environment of dairy farms or industries. In conclusion, our results showed a high rate of resistance to penicillins and tetracyclines and great genetic diversity among the S. aureus isolates from bovine mastitis genotyped in the present study.

Este estudo teve como objetivo avaliar a diversidade genética e a suscetibilidade a antimicrobianos de cepas de Staphylococcus aureus isoladas de vacas leiteiras em Minas Gerais, Brasil. Trinta e sete cepas provenientes de cinco municípios (oito rebanhos) foram genotipadas usando a técnica multi-locus sequence typing (MLST) e a suscetibilidade a 12 antimicrobianos foi avaliada pelo método de difusão em disco. Foram detectadas altas taxas de resistência para penicilina [75,68% (28/37)], ampicilina [70,27% (26/37)] e tetraciclina [70,27% (26/37)] entre os isolados. A multirresistência foi observada em sete [18,92% (7/37)] isolados e dois foram classificados como sugestivos de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). Entre os 37 isolados, 33 novos sequence types (ST) e dois STs conhecidos (ST126 e ST746) foram identificados pelo MLST. Os complexos clonais mais frequentemente observados foram: CC97 [78,38%; (29/37)], CC1 [8,11%; (3/37)] e CC5 [5,40%; (2/37)]. Foi construída uma minimum­spanning tree (MSTs) com todos isolados estudados e esta não mostrou padrão de agrupamento quando comparada com dados epidemiológicos como municípios e rebanho, do qual foi isolado, e perfis de resistência a antimicrobianos. Uma segunda MST foi construída comparando os isolados deste estudo e todas as cepas de S. aureus depositadas no banco de dados PubMLST provenientes do Brasil, que mostrou associação entre o genótipo, STs e a origem da cepa. Foi possível observar entre os isolados do estudo que, aqueles que pertenciam ao CC97, eram geneticamente mais próximos das cepas depositadas no PubMLST isoladas de leite e de produtos lácteos, enquanto aqueles que pertenciam aos CC1 e CC5 estavam mais próximos a cepas isoladas de humanos ou do ambiente de fazendas e indústrias de laticínios. Em conclusão, nossos resultados mostraram um alto índice de resistência às penicilinas e tetraciclinas e grande diversidade genética entre as cepas de S. aureus isoladas de casos de mastite bovina.

Phenotypic and genotypic characterization of Brucella abortus biovar 4 isolates from cattle in Brazil / Caracterização fenotípica e genotípica de isolados de Brucella abortus biovar 4 em bovinos no Brasil

ABSTRACT: The aim of the present study was to characterize (phenotypically and genotypically) two strains of Brucella abortus identified as belonging to biovar 4 isolated from cattle in Brazil. The strains were isolated from cervical bursitis from cattle in the states of Pará and Rio Grande do Sul, respectively. In the phenotypic identification, the isolates were positive in CO2 requirement, produced H2S, were resistant to basic fuchsin (20 µg / mL) and sensitive to thionin (20 µg / mL and 40 µg / mL) and presented M surface antigen, but A surface antigen is absent. The isolates were positive in the PCR for the bcsp31 gene (genus-specific) and in the AMOS-enhanced PCR, both isolates showed a band profile consistent with B. abortus biovar 1, 2 or 4. Moreover, both isolates also showed restriction patterns identical to the reference strain when tested by the omp2b PCR-RFLP. In genotyping using Multiple Locus Variable Number of Tandem Repeat (VNTR) Analysis - MLVA (MLVA16), the isolates showed differences in several loci (Bruce42, Bruce19, Bruce04, Bruce16 and Bruce30); by Multiple Locus Sequence Typing (MLST), they also exhibited differences in sequence type (ST), strain 16/02 ST1 (2-1-1-2-1-3-1-1-1) and strain 128/11 ST (22-1-1 -8-9-3-1-1-1). The extensive typing of B. abortus strains isolated from cattle in Brazil using different approaches confirmed the occurrence of rare B. abortus biovar 4 in the country.

RESUMO: O objetivo do presente estudo foi caracterizar (fenotipicamente e genotipicamente) duas cepas de Brucella abortus identificadas como pertencentes ao biovar 4 isolada de bovinos no Brasil. As cepas foram isoladas de bursite cervical de bovinos dos estados do Pará e Rio Grande do Sul, respectivamente. Na identificação fenotípica, os isolados foram positivos na exigência de CO2, produziram H2S, foram resistentes à fucsina básica (20 µg / mL) e sensíveis à tionina (20 µg / mL e 40 µg / mL) e apresentaram antígeno de superfície M, mas o antígeno de superfície A foi ausente. Os isolados foram positivos na PCR para o gene bcsp31 (gênero específico) e na PCR - AMOS, ambos os isolados apresentaram perfil de banda consistente com B. abortus biovar 1, 2 ou 4. Além disso, ambos os isolados também apresentaram padrões de restrição idêntica à cepa de referência quando testada pelo omp2b PCR-RFLP. Na genotipagem usando Multiple Locus Variable Number of Tandem Repeat (VNTR) - MLVA (MLVA16), os isolados apresentaram diferenças em vários loci (Bruce42, Bruce19, Bruce04, Bruce16 e Bruce30); no Multiple Locus Sequence Typing (MLST), os isolados também exibiram diferenças na sequência tipo (ST), amostra 16/02 ST1 (2-1-1-2-1-3-1-1-1) e amostra 128/11 ST (22-1-1-8-9-3-1-1-1). A extensa tipagem de cepas de B. abortus isoladas de bovinos no Brasil por diferentes abordagens confirmou a rara ocorrência de B. abortus biovar 4 no país.

Phenotypic and genotypic characterization of Brucella abortus biovar 4 isolates from cattle in Brazi / Caracterização fenotípica e genotípica de isolados de Brucella abortus biovar 4 em bovinos no Brasil

The aim of the present study was to characterize (phenotypically and genotypically) two strains of Brucella abortus identified as belonging to biovar 4 isolated from cattle in Brazil. The strains were isolated from cervical bursitis from cattle in the states of Pará and Rio Grande do Sul, respectively. In the phenotypic identification, the isolates were positive in CO2 requirement, produced H2S, were resistant to basic fuchsin (20 µg / mL) and sensitive to thionin (20 µg / mL and 40 µg / mL) and presented M surface antigen, but A surface antigen is absent. The isolates were positive in the PCR for the bcsp31 gene (genus-specific) and in the AMOS-enhanced PCR, both isolates showed a band profile consistent with B. abortus biovar 1, 2 or 4. Moreover, both isolates also showed restriction patterns identical to the reference strain when tested by the omp2b PCR-RFLP. In genotyping using Multiple Locus Variable Number of Tandem Repeat (VNTR) Analysis - MLVA (MLVA16), the isolates showed differences in several loci (Bruce42, Bruce19, Bruce04, Bruce16 and Bruce30); by Multiple Locus Sequence Typing (MLST), they also exhibited differences in sequence type (ST), strain 16/02 ST1 (2-1-1-2-1-3-1-1-1) and strain 128/11 ST (22-1-1 -8-9-3-1-1-1). The extensive typing of B. abortus strains isolated from cattle in Brazil using different approaches confirmed the occurrence of rare B. abortus biovar 4 in the country.

O objetivo do presente estudo foi caracterizar (fenotipicamente e genotipicamente) duas cepas de Brucella abortus identificadas como pertencentes ao biovar 4 isolada de bovinos no Brasil. As cepas foram isoladas de bursite cervical de bovinos dos estados do Pará e Rio Grande do Sul, respectivamente. Na identificação fenotípica, os isolados foram positivos na exigência de CO2, produziram H2S, foram resistentes à fucsina básica (20 µg / mL) e sensíveis à tionina (20 µg / mL e 40 µg / mL) e apresentaram antígeno de superfície M, mas o antígeno de superfície A foi ausente. Os isolados foram positivos na PCR para o gene bcsp31 (gênero específico) e na PCR - AMOS, ambos os isolados apresentaram perfil de banda consistente com B. abortus biovar 1, 2 ou 4. Além disso, ambos os isolados também apresentaram padrões de restrição idêntica à cepa de referência quando testada pelo omp2b PCR-RFLP. Na genotipagem usando Multiple Locus Variable Number of Tandem Repeat (VNTR) - MLVA (MLVA16), os isolados apresentaram diferenças em vários loci (Bruce42, Bruce19, Bruce04, Bruce16 e Bruce30); no Multiple Locus Sequence Typing (MLST), os isolados também exibiram diferenças na sequência tipo (ST), amostra 16/02 ST1 (2-1-1-2-1-3-1-1-1) e amostra 128/11 ST (22-1-1-8-9-3-1-1-1). A extensa tipagem de cepas de B. abortus isoladas de bovinos no Brasil por diferentes abordagens confirmou a rara ocorrência de B. abortus biovar 4 no país.

Genomic characterization, antimicrobial resistance profiles, enterotoxin, and biofilm production of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated from clinical and animal products origins in Eastern Turkey

ABSTRACT: Staphylococcus aureus is an opportunistic and ubiquitous pathogen found in the skin, nares, and mucosal membranes of mammals. Increasing resistance to antimicrobials including methicillin has become an important public concern. One hundred and eight (108) S. aureus strains isolated from a total of 572 clinical and animal products samples, were investigated for their biofilm capability, methicillin resistance, enterotoxin genes, and genetic diversity. Although only one strain isolated from raw retail was found as a strong biofilm producer, the percentage of antimicrobial resistance pattern was relatively higher. 17.59% of S. aureus strains tested in this study were resistant to cefoxitin and identified as methicillin-resistant S. aureus (MRSA) isolates. mecA and mecC harboring S. aureus strains were detected at a rate of 2.79% and 0.93%, respectively. In addition, staphylococcal enterotoxin genes including Sea, Seb, Sec, and Sed genes were found to be 18.5%, 32.4%, 6.5% and 3.7%, respectively. The phylogenetic relationship among the isolates showed relationship between joint calf and cow milk isolates. Multi locus sequence typing (MLST) revealed three different sequence types (STs) including ST84, ST829, and ST6238. These findings highlight the development and spread of MRSA strains with zoonotic potential in animals and the food chain throughout the world.

RESUMO: Staphylococcus aureus é um patógeno dúctil e ubíquo encontrado na pele, narinas e membranas mucosas de mamíferos. O aumento da resistência aos antimicrobianos, incluindo a meticilina, tornou-se uma importante preocupação pública. Cento e oito (108) cepas de S. aureus isoladas de um total de 572 amostras clínicas e de produtos animais foram investigadas por sua capacidade de biofilme, resistência à meticilina, genes de enterotoxinas e diversidade genética. Embora apenas uma cepa isolada do cru tenha sido encontrada como forte produtora de biofilme, a porcentagem do padrão de resistência antimicrobiana foi relativamente maior. Parte das cepas (17,59%) de S. aureus testadas neste estudo eram resistentes à cefoxitina e identificadas como isolados de MRSA. mecA e mecC abrigando cepas de S. aureus foram detectados a uma taxa de 2,79% e 0,93%, respectivamente. Além disso, verificou-se que os genes da enterotoxina estafilocócica, incluindo os genes Sea, Seb, Sec e Sed, eram 18,5%, 32,4%, 6,5% e 3,7%, respectivamente. A relação filogenética entre os isolados mostrou relação entre os isolados de bezerro e leite de vaca. A tipagem de sequência multiloco (MLST) revelou três tipos de sequência diferentes (STs), incluindo ST84, ST829 e ST6238. Essas descobertas destacam o desenvolvimento e a disseminação de cepas de MRSA com potencial zoonótico em animais e na cadeia alimentar em todo o mundo.

Genomic characterization, antimicrobial resistance profiles, enterotoxin, and biofilm production of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated from clinical and animal products origins in Eastern Turkey / Caracterização genômica perfis de resistência antimicrobiana, produção de enterotoxinas e biofilme Staphylococcus aureus resistente à meticilina isolado de origem clínica e de produtos de origem animal no leste da Turquia

Staphylococcus aureus is an opportunistic and ubiquitous pathogen found in the skin, nares, and mucosal membranes of mammals. Increasing resistance to antimicrobials including methicillin has become an important public concern. One hundred and eight (108) S. aureus strains isolated from a total of 572 clinical and animal products samples, were investigated for their biofilm capability, methicillin resistance, enterotoxin genes, and genetic diversity. Although only one strain isolated from raw retail was found as a strong biofilm producer, the percentage of antimicrobial resistance pattern was relatively higher. 17.59% of S. aureus strains tested in this study were resistant to cefoxitin and identified as methicillin-resistant S. aureus (MRSA) isolates. mecA and mecC harboring S. aureus strains were detected at a rate of 2.79% and 0.93%, respectively. In addition, staphylococcal enterotoxin genes including Sea, Seb, Sec, and Sed genes were found to be 18.5%, 32.4%, 6.5% and 3.7%, respectively. The phylogenetic relationship among the isolates showed relationship between joint calf and cow milk isolates. Multi locus sequence typing (MLST) revealed three different sequence types (STs) including ST84, ST829, and ST6238. These findings highlight the development and spread of MRSA strains with zoonotic potential in animals and the food chain throughout the world.

Staphylococcus aureus é um patógeno dúctil e ubíquo encontrado na pele, narinas e membranas mucosas de mamíferos. O aumento da resistência aos antimicrobianos, incluindo a meticilina, tornou-se uma importante preocupação pública. Cento e oito (108) cepas de S. aureus isoladas de um total de 572 amostras clínicas e de produtos animais foram investigadas por sua capacidade de biofilme, resistência à meticilina, genes de enterotoxinas e diversidade genética. Embora apenas uma cepa isolada do cru tenha sido encontrada como forte produtora de biofilme, a porcentagem do padrão de resistência antimicrobiana foi relativamente maior. Parte das cepas (17,59%) de S. aureus testadas neste estudo eram resistentes à cefoxitina e identificadas como isolados de MRSA. mecA e mecC abrigando cepas de S. aureus foram detectados a uma taxa de 2,79% e 0,93%, respectivamente. Além disso, verificou-se que os genes da enterotoxina estafilocócica, incluindo os genes Sea, Seb, Sec e Sed, eram 18,5%, 32,4%, 6,5% e 3,7%, respectivamente. A relação filogenética entre os isolados mostrou relação entre os isolados de bezerro e leite de vaca. A tipagem de sequência multiloco (MLST) revelou três tipos de sequência diferentes (STs), incluindo ST84, ST829 e ST6238. Essas descobertas destacam o desenvolvimento e a disseminação de cepas de MRSA com potencial zoonótico em animais e na cadeia alimentar em todo o mundo.

Investigation of Genetic Diversity of Pasteurella multocida Isolated from Diseased Poultry in Korea

ABSTRACT Pasteurella multocida causes fowl cholera which is an economically important disease in poultry industries around the world. In this study, we analyzed the capsular genotype, lipopolysaccharide (LPS) genotype, virulence-associated genes (VAGs) patterns, antimicrobial resistance and genetic diversity in a total of 9 P. multocida isolates from poultry with fowl cholera between 2014 and 2019 in Korea. When combining the capsular types with the LPS genotypes, two isolates of the 9 isolates were A:L3, and the others were non-typeable (NT): L3. Of the 23 VAGs, all the isolates harbored ptfA, fimA, hsf-1, hsf-2, pfhA, exbB, exbD, tonB, hgbA, hgbB, fur, sodA, sodC, pmHAS, ompA, ompH, oma87, plpB, psl, and nanH, whereas toxA gene was not detected in any of the 9 isolates. In addition, among the 11 antimicrobials, most of the isolates except for one isolate resistant to florfenicol, exhibited susceptibility to all the antimicrobials. Multi-locus sequence typing (MLST) analysis revealed 5 different sequence types (ST): ST8, ST351, ST352, ST353, and ST368. The ST351, ST352, ST353, and ST368 were identified for the first time in this study, and ST352 and ST353 isolates were largely prevalent nationwide. These STs isolates should be monitored continuously because in some cases, ST352 and ST353 isolates demonstrated high mortality rates. Although only limited numbers of isolates have been analyzed, our findings provide overall characteristics and epidemiological information of the P. multocida strains recently prevalent in Korea.

Shigatoxigenic and atypical enteropathogenic Escherichia coli in fish for human consumption

Shigatoxigenic and enteropathogenic Escherichia coli with virulence and multidrug resistance profile were isolated from Nile tilapia. This study finding is of great importance to public health because they help understand this pathogen epidemiology in fish and demonstrate how these animals can transmit E. coli related diseases to humans.(AU)

Characterization of Klebsiella pneumoniae associated with cattle infections in southwest China using multi-locus sequence typing (MLST), antibiotic resistance and virulence-associated gene profile analysis

Abstract Klebsiella pneumoniae is important human and animal pathogen that causes a wide spectrum of infections. In this study, isolates from cattle nasal swabs samples were identified by 16S rRNA, and to evaluate the antimicrobial susceptibility, virulence gene carrying levels, and multilocus sequence typing of K. pneumoniae isolates. 33 isolates of K. pneumoniae were isolated and identified in 213 nasal swabs samples, of which 12 were hypervirulent K. pneumoniae strains. Extended Spectrum Beta-Lactamases genes were found in 93.4% of the strains. Of which, TEM was the most prevalent (93.4%), followed by CTX-M and SHV were 57.6% and 39.4%, respectively. A main mutation pattern of quinoloneresistance-determining region, Thr83-Ieu and Asp87-Asn in gyrA and Ser87-Ile in parC, was detected in 33 K. pneumoniae isolates. All the isolates harbored at least two virulence factor genes, with ureA (97.0%) and wabG (91.0%) exhibiting high carriage rates in 33 K. pneumoniae isolates. MLST revealed 7 sequence types, of which 3 STs (2541, 2581 and 2844) were newly assigned. Using eBURST, ST2844 and ST2541 were assigned to new clonal complex 2844. Our study provides evidence and biological characteristics of K. pneumoniae isolates from cattle upper respiratory tract in Southwest China.

Characterization of Klebsiella pneumoniae associated with cattle infections in southwest China using multi-locus sequence typing (MLST), antibiotic resistance and virulence-associated gene profile analysis

Klebsiella pneumoniae is important human and animal pathogen that causes a wide spectrum of infections. In this study, isolates from cattle nasal swabs samples were identified by 16S rRNA, and to evaluate the antimicrobial susceptibility, virulence gene carrying levels, and multilocus sequence typing of K. pneumoniae isolates. 33 isolates of K. pneumoniae were isolated and identified in 213 nasal swabs samples, of which 12 were hypervirulent K. pneumoniae strains. Extended Spectrum Beta-Lactamases genes were found in 93.4% of the strains. Of which, TEM was the most prevalent (93.4%), followed by CTX-M and SHV were 57.6% and 39.4%, respectively. A main mutation pattern of quinoloneresistance-determining region, Thr83-Ieu and Asp87-Asn in gyrA and Ser87-Ile in parC, was detected in 33 K. pneumoniae isolates. All the isolates harbored at least two virulence factor genes, with ureA (97.0%) and wabG (91.0%) exhibiting high carriage rates in 33 K. pneumoniae isolates. MLST revealed 7 sequence types, of which 3 STs (2541, 2581 and 2844) were newly assigned. Using eBURST, ST2844 and ST2541 were assigned to new clonal complex 2844. Our study provides evidence and biological characteristics of K. pneumoniae isolates from cattle upper respiratory tract in Southwest China.(AU)

Molecular characterization of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated from blood in Rio de Janeiro displaying susceptibility profiles to non-beta-lactam antibiotics

The distinction between healthcare-associated MRSA (HA-MRSA) and community-associated MRSA (CA-MRSA) infections has become increasingly blurred. We assessed the molecular characterization and antimicrobial resistance profile for MRSA isolates from blood. Most of all (81.9%) isolates are related to known HA-MRSA and CA-MRSA epidemic lineages, such as, USA300, USA400, USA600, USA800 and USA1100. This is the first multicenter study in Rio de Janeiro.(AU)

TIPAGEM DE CEPAS DE Streptococcus agalactiae ISOLADAS DE PEIXES POR MEIO DE ESPECTROMETRIA DE MASSA DE PROTEÍNAS

A tilapicultura no Brasil é um setor em ascensão, contudo, um dos fatores que causa retração desse ramo é a estreptococose por Streptococcus agalactiae. Esta bactéria é um importante patógeno que pode afetar diversos hospedeiros inclusive peixes, causando surtos que levam a mortalidade. Umas das ferramentas de tipagem para epidemiologia molecular é o Multilocus Sequence typing (MLST), contudo, é um método laborioso e demorado. Um método alternativo seria a tipagem proteica por MALDI-ToF MS que é mais rápido e menos trabalhoso. O objetivo desse trabalho foi avaliar a técnica de MALDI-ToF MS como método alternativo de tipagem para cepas de S. agalactiae pelo uso de Main Spectra Profile (MSP) e compará-lo com os métodos de Sorotipo e MLST. No total, 43 cepas de S. agalactiae foram selecionadas no banco do Laboratório de Doenças de Animais Aquáticos (AQUAVET). Para avaliar a reprodutibilidade técnica e biológica foram utilizadas seis e dez cepas, respectivamente, com MSPs em três replicatas técnicas e biológicas. Subsequentemente, os dados foram avaliados por similaridade de Dice no software MSP-Share. Para as cepas que não apresentavam Sequence Typing (ST) foi realizado o processo de sequenciamento capilar dos sete genes do MLST e estes avaliados na plataforma PubMLST. Em seguida foi feito o eBURST utilizando todos os STs relatados em peixes para definição dos complexos clonais (CC). Subsequentemente, 69 MSPs foram gerados a partir das 43 cepas selecionadas, os MSPs foram agrupados em um dendrograma no software MSP-Share (DD) e no MALDI Biotyper 3 (DB). O poder discriminatório das técnicas de tipagem foi estimado pelo Índice de diversidade de Simpson's (SDI) e as taxas de concordância determinadas pelo coeficiente Wallace (WC) ( < 0,05). As similaridades médias das reprodutibilidades para réplicas técnicas e réplicas biológicas obtidas foram de 0,989±0,005 e 0,86±0,046, respectivamente. As análises de MLST e eBURST identificaram um novo ST, um novo grupo Non-typeable e o CC1525. Os SDIs variaram entre 0,503-0,833, sendo que o método mais discriminatório foi o MLST. O coeficiente Wallace indicou que as concordâncias entre DB e os outros métodos de tipagem foram quase nulas ou nulas. Por outro lado, alta concordância entre DD×Sorotipo (WC=0,930) e baixa concordância entre DD×ST e DD×CC foram verificadas. Conclui-se que o MALDI-ToF MS é adequado para tipagem de cepas de S. agalactiae isoladas de peixes, contudo, tem baixa correlação com métodos de tipagem molecular.

Tilapiculture in Brazil is a growing sector, however, one of the factors that causes retraction of this branch is streptococcosis by Streptococcus agalactiae. This bacterium is an important pathogen that can affect several hosts including fish, causing outbreaks that lead to mortality. One of the typing tools for molecular epidemiology is the Multilocus Sequence Typing (MLST), however, it is a laborious and time-consuming method. An alternative method would be protein typing by MALDI-ToF MS which is faster and less labor intensive. The objective of this work was to evaluate MALDI-ToF MS as an alternative typing method for strains of S. agalactiae using the Main Spectra Profile (MSP) and to compare it with the Sorotype and MLST methods. In total, 43 strains of S. agalactiae were selected from the bank of the Laboratory for Diseases of Aquatic Animals (AQUAVET). To evaluate the technical and biological reproducibility, six and ten strains were used, respectively, with MSPs in three technical and biological replicates. Subsequently, the data were evaluated for Dice similarity by the MSP-Share software. For strains that did not have Sequence Typing (ST), the capillary sequencing process of the seven MLST genes was performed and evaluated on the PubMLST platform. Then eBURST was performed using all STs reported in fish to define clonal complexes (CC). Subsequently, 69 MSPs were generated from the 43 selected strains and grouped in a dendrogram in the MSP-Share (DD) and MALDI Biotyper 3 (DB) softwares. The discriminatory power of typing techniques was estimated by Simpson's Diversity Index (SDI) and the agreement rates determined by the Wallace coefficient (WC) ( < 0.05). The average similarities of reproducibilities for technical replicates and biological replicates obtained were 0.989 ± 0.005 and 0.86 ± 0.046, respectively. The MLST and eBURST analyzes identified a new ST, a new Non-typeable group and CC1525. The SDIs ranged from 0.503 to 0.833. The most discriminatory method was the MLST. The Wallace coefficient indicated that the concordances between DB and the other typing methods were almost zero or zero. On the other hand, high agreement between DD×Serotype (WC = 0.930) and low agreement between DD×ST and DD×CC were verified. It is concluded that MALDI-ToF MS is suitable for typing S. agalactiae strains isolated from fish, however, it has low correlation with molecular typing methods

Identificação e caracterização da infecção por Streptococcus agalactiae em rãs-touro (Lithobates catesbeianus)

A ranicultura no Brasil tem grande importância no cenário mundial, além de ser um dos maiores países criadores, também se destaca pelo nível de tecnificação de sua produção. O cultivo intensivo no país permite uma grande produção em pequenos espaços de confinamento, principalmente quando se faz o uso do sistema alagado, no entanto o risco de proliferação de doenças infecciosas também aumenta consideravelmente. A bactéria Streptococcus agalactiae causa surtos com alta mortalidade em diferentes espécies aquáticas, inclusive em tilápias do Nilo, outra espécie de grande importância no cenário brasileiro. Entre os anos de 2018 e 2019 ocorreram surtos no setor de aquicultura da Universidade Federal de Uberlândia, de Streptococcus agalactiae com 55% de taxa de mortalidade nos animais em fase final de terminação, o estudo segue com a identificação dos isolados de Streptococcus agalactiae e com a caracterização da doença ocorrida nos surtos.

Brazilian frog culture shows a big importance in world scenario, in adition to being one of the biggest productors, it also stands out for the level of technification. Intensive cultivation in the country allows a large production in small confined spaces, especially when using the flooded system, however the risk of proliferation of infectious diseases also increases considerably. Streptococcus agalactiae causes outbreaks with high mortality in different aquatic species, including Nile tilapia (Oreochromis niloticus), another species of great importance in Brazilian scenario. Between 2018 and 2019 many Streptococcus agalactiae outberaks happened on the aquaculture sector of Universidade Federal de Uberlândia, with a 55% mortality rate in animals in the stage of termination, the study continues with the identification of Streptococcus agalactiae isolates and with the characterization of the disease that occurred in the outbreaks.

MOLECULAR EPIDEMIOLOGY AND ANTIMICROBIAL SUSCEPTIBILITY OF Staphylococcus aureus AND Escherichia coli ISOLATED FROM BOVINE MASTITIS

O Brasil é o terceiro maior produtor de leite do mundo e doenças infecciosas, como a mastite bovina, trazem grandes prejuízos para o setor lácteo. Além disso, alguns patógenos envolvidos no desenvolvimento da doença, também podem causar enfermidades em seres humanos, sendo um problema de saúde pública. Assim, estudos moleculares que avaliam a dinâmica de evolução desses patógenos, bem como sua distribuição espacial e fatores de risco associados são fundamentais para propor medidas de controle. Essas informações permitem monitorar a interface entre cepas bacterianas de origem humana e de animais. Diante disso, para melhor compreender a epidemiologia e a evolução de dois importantes patógenos causadores de mastite bovina e potencialmente zoonóticos (Staphylococcus aureus e Escherichia coli), foram realizados dois estudos com cepas isoladas de bovinos criados em fazendas leiteiras em Minas Gerais, Brasil. O primeiro objetivou avaliar a diversidade genética de isolados de S. aureus provenientes de vacas leiteiras utilizando Multi-locus sequence typing (MLST) e o perfil de susceptibilidade antimicrobiana. O segundo, por sua vez, teve como objetivo comparar o perfil de virulência e os genótipos (utilizando REP-PCR) de cepas de E. coli isoladas de bovinos com mastite subclínica e mastite clínica, e do ambiente de fazendas leiteiras, além de identificar os fatores de virulência e os genótipos potencialmente associados à persistência subclínica da bactéria no úbere. Os resultados mostraram uma alta diversidade entre os isolados de S. aureus e um alto número de novos Sequence Types (STs) . Também foi observada proximidade genética entre S. aureus de origem humana e animal, bem como alta resistência a penicilina, tetraciclinas e isolados resistentes à meticilina (MRSA). Em relação aos resultados do estudo com à E. coli, observou-se que o flagelo foi um fator de virulência frequente e pode ser um importante fator para o desenvolvimento de infecções subclínicas e persistentes de E. coli na glândula mamária bovina. Os resultados da tipagem molecular por REP-PCR sugerem menor diversidade genética dos microrganismos isolados de E.coli de mastite subclínica do que os de mastite clínica e os do ambiente de fazendas leiteiras, embora não tenha sido possível determinar um genótipo específico associado à mastite por E. coli.

Brazil is the third largest milk producer in the world and infectious diseases, like bovine mastitis, are extremally important, since causes several economic losses to dairy industry. Besides that, some pathogens involved in mastitis pathogeny can also cause illness in humans, being a public health issue. Therefore, molecular studies that evaluate the dynamic of evolution of these pathogens, as well as distribution and risk factors, are critical to propose control measures and to monitor the interface between human and animal strains. In other to better understand the epidemiology and evolution of two important and zoonotic pathogens of bovine mastitis (Staphylococcus aureus and Escherichia coli) two studies were conducted with strains isolated from dairy farms in Minas Gerais state, Brazil. The first aimed to evaluate the genetic diversity of S. aureus isolated from dairy cows, using Multi-locus sequence typing (MLST), and the antimicrobial susceptibility profiles of these isolates. The second, in turn, aimed to compare the virulence profile and REP-PCR genotypes of E. coli isolated from subclinical mastitis, clinical mastitis isolates and dairy farm environment, and to access the virulence factors and genotypes potentially associated with the subclinical persistence into udder. Results showed a high diversity among bovine mastitis S. aureus and a great number of new STs were found. Proximity between S. aureus isolates from human and animal origin was also observed, as well as high resistance to penicillin and tetracyclines and isolates resistant to methicillin (MRSA). Regarding E. coli, it was observed that flagella seems to be a determinant virulence factor in subclinical and persistent infections by this pathogen in bovine mammary gland. Results of molecular typing by REP-PCR suggest that subclinical mastitis isolates are less genetically diverse than clinical mastitis and dairy farm environmental isolates, although it was not possible to determine a specific genotype associated with subclinical and persistent E. coli mastitis (MPEC).

Salmonella in a Brazilian pork production chain: occurrence, diversity, virulence genotypes and antibiotic resistance profile

Salmonella spp. é mundialmente considerada um dos principais patógenos associados com surtos de origem alimentar. Estirpes de Salmonella multirresistentes aos antibióticos tem sido detectadas em diversos países do mundo. O objetivo desse trabalho foi rastrear a contaminação de Salmonella spp. na cadeia de produção de suínos durante o abate e processamento além de realizar a caracterização molecular dos isolados. As coletas foram realizadas em dez diferentes granjas de suínos de sistema intensivo com média de 1000 suínos/granja. Todos as granjas abatiam os animais em um mesmo matadouro-frigorífico. Nas granjas as amostras coletadas foram: ração (n=10), água (n = 10) e swab do piso (n = 10). Posteriormente, no local do abate, as seguintes amostras foram coletadas: piso da pocilga de espera (n = 10), carcaça de suínos (n = 100), swabs de produto final (n = 40), amostras de sangue (n = 100), amostras do diafragma (n = 100), tonsilas palatinas (n = 100), linfonodos mesentéricos (n = 100) e amostras do ambiente de processamento (n = 120). Sangue e suco da carne (proveniente do pilar do diafragma) foram submetidos ao teste de ELISA e as demais amostras a detecção microbiológica de Salmonella de acordo com a ISO 6579. Nos isolados confirmados foram realizadas as analíses de soroagrupamento, PFGE e pesquisa de genes de virulência e resistência antimicrobiana. Além disso, foram selecionados 41 isolados para sequenciamento completo do genoma. Salmonella spp. foi detectada em pisos de granjas (03/10), pocilgas de espera (07/10), carcaça após a sangria (2/100) carcaça após a lavagem final (1/100), tonsilas (45/100), linfonodos mesentericos (43/100), utensílios (3/120) e cortes (4/40). Os isolados encontrados nas amostras pertenciam aos sorogrupos: O:4 (82%), O:3 (7,7%), O:9 (5,1%), O:8 (2,6%) and O:7 (2,6%). Baseado no teste de ELISA, 86 e 46 amostras do plasma sanguíneo foram positivas (ponto de corte 20% e 40%), enquanto 68 e 46 amostras de suco da carne foram positivas (ponto de corte 20% e 40%). Foi verificado uma alta correlação (r = 0.93, p < 0.05), entre as leituras da densidade ótica do soro e do suco de carne. Baseado na análise de PFGE, 109 cepas foram alocadas em 24 diferentes padrões de pusotipos, arranjados em cinco diferentes clusters. Catorze diferentes perfis de virulência foram observados de acordo com a combinação dos genes detectados e todos os isolados foram positivos para o gene invA, sitC, pagC e tolC. Com base na análise do genoma, a sorotipificação in silico identificou nove diferentes sorovares, sendo que Salmonella enterica sorovar Typhimurium foi o mais comum (n = 17). A análise do MLST revelou oito ST diferentes, em que O ST-19 foi o mais comum (n = 21). Detectou-se múltiplos replicons de plasmídeos, sendo que os mais abundantes foram Col (RNAI) (n = 30), IncR (n = 22), IncI1 (n = 10) e IncA/C2 (n = 10). Altas taxas de resistência antimicrobiana foram observadas no estudo, principalmente frente aos seguintes antimibrocianos: estreptomicina, tetraciclina, ampicilina, cloranfenicol e ciprofloxacina. Apenas dois isolados foram resistentes a cefalosoprinas de terceira geração e nenhum isolado foi resistente aos carbapenens testados. Vinte e seis genes de resistência foram identificados, sendo blaTEM-1A e blaTEM-1B os maiores responsáveis pela resistência aos beta-lactâmicos e floR o gene responsável pela maioria das resistências ao cloranfenicol. Durante o período em que as coletas foram realizadas, a adição de ciprofloxacina de maneira preventiva era feita via ração, fato que pode ter contribuído para a alta prevalência de resistência a este antibiótico. A maioria dos isolados avaliados foram considerados multirresistentes (resistentes a 3 ou mais classes de antibióticos). Este estudo elucidou pontos importantes da epidemiologia de Salmonella na cadeia de produção de carne suína. Apesar da baixa ocorrência do patógeno em carcaça e cortes finais, a presença do mesmo em linfonodos e tonsilas deixa claro a importância da adoção de medidas de higiene pelo abatedouro. Considerando o cenário mundial de resistência a antibióticos, a alta ocorrência de isolados multirresistentes provenientes da produção de suínos é um dado de extrema importância, visto que o uso de antibióticos deve ser controlado e é recomendado que os antibióticos considerados de importância crítica à saúde humana sejam evitados em uso animal.

Salmonella spp. is considered one of the main foodborne pathogens associated to food poisoning outbreaks worldwide. Salmonella strains have been detected in several countries. The aim of this study was to track Salmonella spp. contamination in pork production chain during slauthering and processing. Also, the aim was to provide a deep characterization of the isolates by molecular analysis. The collections were carried out in ten different farms, which were selected based on the existence of an intensive breeding system with a similar number of pigs in all the farms (average 1000), and the same company provided the piglets and feed. All selected pig farms sent stock to the same slaughterhouse. At pig farms, the following samples were collected: feed from the top of feeder pigs (n=10), water from the bite drinkers (n = 10), barn floor (n = 100). After transport, pigs were sampled at the slaughterhouse including the lairage floor (n=10, as sampled in barn floors), swine carcasses (10 carcasses per lot, n = 100), blood samples (n = 100), processing environment (n = 120), and pork cuts (n = 40). Also, portions of diaphragm (n = 100), palatine tonsils (n = 100) and mesenteric lymph nodes (n=100) were sampled from each pig carcass after evisceration. Blood and meat juice were subjected to ELISA to detect antibodies against Salmonella, and other samples were subjected to Salmonella detection by ISO 6579. After confirmation the isolates were subjected to serogrouping, macrorestriction digests and pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), detection of virulence-related genes and antimicrobial-resistance phenotyping. Also, 41 isolates were selected to wholegenome sequencing. Salmonella was recovered from barn floors from 3 pig farms (3/10), lairage floors (7/10), carcasses after bleeding (2/100) and final washing (1/100), palatine tonsils (45/100), mesenteric lymph nodes, (43/100), utensils (3/120) and cuts (4/40). The most prevalent serogroup was O: 4 (82%) followed by O:3 (7.7%); O:9 (5.1%); O:8 (2.6%) and O:7 (2.6%). Based on ELISA, Salmonella positive samples were: 86 and 46 blood serum (20% and 40% cut-offs) and 68 and 46 meat juice (20% and 40% cutoffs). Optical density readings from blood serum and meat juice presented a high and significant correlation (r = 0.93, p < 0.001). Recovered strains (n = 109) were classified into 24 different pulsotypes (XbaI restriction digest), which were arranged into five different clusters. Fourteen different virulence genotypes were observed based on 15 loci, and all isolates were positive for invA, sitC, pagC and tolC. Whole-genome sequencing and in silico serotyping demonstrated that the S. enterica serovar Typhimurium was the most common serotype (n = 17), but eight additional servoars were identified. Eight multilocus sequence types were identified with ST19 being most common (n = 21). Several plasmids replicons were detected, with Col (RNAI) the most abundant (n = 30), followed by IncR (n = 22), IncI1 (n = 10) and IncA/C2 (n = 10). High rates os resistance were observed, mainly to streptomycin, tetracycline, ampicillin, chloramphenicol and ciprofloxacin. Only two isolates were resistant to third-generation cephalosporins and no isolates were resistant to two tested carbapenems. Twenty-six unique antimicrobial-resistance genes were identified with blaTEM-1A and blaTEM-1B likely responsible for most beta-lactam resistance and floR responsible for most chloramphenicol resistance. At the time of collection, the sampled farms were adding ciprofloxacin to feed, and this may have contributed to the high prevalence of resistance to this antibiotic. A majority of isolates were considered multidrug resistant (resistant to 3 or more antibiotic classes). This study provides valuable insight about the epidemiology of Salmonella in swine production. Despite the low presence of this pathogen in carcasses and meat cuts, the presence of the pathogen in lymph nodes and tonsils emphasizes the importance of slaughterhouse hygiene measures. Considering the antimicrobial resistance global scenario, the high occurrence of multidrug resistant isolates from pork production is a serious data. The antibiotic use must be controlled, and it is recommended that antibiotics considered to be of critical importance to human health should be avoided in animal use

In silico phylogenetic and virulence gene profile analyses of avian pathogenic Escherichia coli genome sequences / Análises in silico da filogenia e do perfil de genes associados à virulência, dos genomas de linhagens de Escherichia coli de origem aviária

Avian pathogenic Escherichia coli (APEC) infections are responsible for significant losses in the poultry industry worldwide. A zoonotic risk has been attributed to APEC strains because they present similarities to extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC) associated with illness in humans, mainly urinary tract infections and neonatal meningitis. Here, we present in silico analyses with pathogenic E. coli genome sequences, including recently available APEC genomes. The phylogenetic tree, based on multi-locus sequence typing (MLST) of seven housekeeping genes, revealed high diversity in the allelic composition. Nevertheless, despite this diversity, the phylogenetic tree was able to cluster the different pathotypes together. An in silico virulence gene profile was also determined for each of these strains, through the presence or absence of 83 well-known virulence genes/traits described in pathogenic E. coli strains. The MLST phylogeny and the virulence gene profiles demonstrated a certain genetic similarity between Brazilian APEC strains, APEC isolated in the United States, UPEC (uropathogenic E. coli) and diarrheagenic strains isolated from humans. This correlation corroborates and reinforces the zoonotic potential hypothesis proposed to APEC.(AU)

As infecções causadas por linhagens de Escherichia coli de origem aviária (APEC) são responsáveis por perdas significativas na indústria avícola em todo mundo. Risco zoonótico tem sido atribuído às linhagens APEC, devido às semelhanças existentes entre elas e linhagens de E. coli patogênicas extraintestinais (ExPEC) de origem humana, causadoras de infecções no trato urinário e meningite neonatal. Neste trabalho, apresentamos os resultados de análises in silico feitas a partir dos genomas de linhagens patogênicas de E. coli, incluindo genomas recentemente obtidos de linhagens APEC. Uma árvore filogenética foi obtida, com base na tipagem de sequência multilocus (MLST) de sete genes essenciais, revelando alta diversidade na composição de alelos, mas ainda assim possibilitando o agrupamento dos diferentes patótipos. Foi determinado também, para cada linhagem, o perfil gênico, por meio da presença ou ausência de 83 genes associados à virulência. A árvore filogenética e o perfil gênico demonstraram que existem semelhanças genéticas entre cepas APEC brasileiras, APEC isolada nos Estados Unidos, UPEC (uropathogenic E. coli) e linhagens produtoras de diarreia em humanos. Essa correlação corrobora e reforça a hipótese de que linhagens APEC apresentam potencial risco zoonótico.(AU)

DIVERSIDADE GENÉTICA DO COMPLEXO DE ESPÉCIES DE Cryptococcus gattii NO ESTADO DE MATO GROSSO, BRASIL

Associada a alta mortalidade, a criptococcose é causada pelo fungo do gênero Cryptococcus. Devido à sua importância, este estudo objetivou analisar a diversidade genética dos isolados de C. gattii de animais, humanos e do ambiente no estado de Mato Grosso (MT), Brasil, durante o período de Novembro de 2010 - Dezembro de 2017. Todos os isolados do complexo de espécies de C. gattii foram submetidos à genotipagem molecular através do Polimorfismo do Comprimento do Fragmento de Restrição (PCR- RFLP) e da Tipagem da Sequencia Múlti- lócus (MLST). A análise de PCR-RFLP revelou que 21 isolados (100%) apresentaram o genótipo VGII, o qual é considerado o mais comum e virulento mundialmente. A análise de MLST revelou a presença de 14 tipos da seqüência (STs), dos quais cinco foram considerados genótipos novos. O complexo clonal (CC) CC182 (n = 5; 23,80%) e CC309 (n = 3; 14,28%) foram os mais freqüentes. A distribuição do CC em relação à origem revelou que três CCs foram encontrados em animais com predomínio do CC182 (66,66%), nove CCs em humanos e dois CCs no ambiente. Observou-se uma extensa variabilidade genética entre os isolados do estado de Mato Grosso. Os STs pertencentes aos complexos clonais (CC) já descritos indicaram a expansão global e a adaptação de isolados em vários outros países. Portanto, a detecção de complexos clonais e STs já descritos em outras regiões e a ocorrência de novos STs no presente estudo auxiliam na compreensão atual da dispersão geográfica e na origem genética do complexo de espécies de C. gattii.

Associated with high mortality, the cryptococcosis is caused by fungi of the genus Cryptococcus. Owing to its importance, this study aimed to analyze the genetic diversity of C. gattii isolates from animals, humans, and the environment in Mato Grosso State (MT), Brazil, during November 2010December 2017. All isolates of the C. gattii species complex were subjected to molecular genotyping via Restriction Fragment Length Polymorphism (PCRRFLP) and Multi-locus Sequence Typing (MLST). PCRRFLP analysis revealed that 21 isolates presented the genotype VGII, which is considered the most common and virulent genotype globally among. MLST analysis revealed the presence of 14 sequence types (STs), of which 5 are considered new genotypes. Clonal Complex (CC) CC182 (n = 5; 23,80%) and CC309 (n = 3; 14,28%) were the most frequent. CC distribution in relation to origin revealed that three CCs were found in animals with a predominance of CC182 (66,66%), while nine in humans, and two CCs in the environment. Extensive genetic variability was observed among the isolates in the State of Mato Grosso. STs belonging to the already described clonal complexes (CC) indicate the global expansion and adaptation of isolates in several other countries. Therefore, detection of clonal complexes and STs already described in other regions and the occurrence of new STs in the present study help further the current understanding of the geographic dispersion and genetic origin of the C. gattii species complex.

Sequenciamento do Genoma Completo do Mycobacterium bovis como instrumento de Sistema de Vigilância no Estado de Santa Catarina

Apesar de vários países terem erradicado a tuberculose bovina, o seu combate tem sido desafiador. Existem várias razões para a infecção residual nesses locais e a dinâmica da transmissão do Mycobacterium bovis ainda é pouco compreendida. O rastreamento da transmissão recente e suas redes de transmissão são essenciais no controle da tuberculose bovina. No entanto, as ferramentas clássicas de genotipagem não possuem poder discriminatório para determinar as rotas de transmissão e a temporalidade do foco de tuberculose bovina em uma área geográfica. Recentemente, esta abordagem epidemiológica pode ser realizada pelo sequenciamento do genoma completo (WGS), porém ainda não padronizada para facilitar investigações maiores, abrangendo diferentes laboratórios ou rastreamento de focos de tuberculose bovina. Com base nisso, objetivou-se analisar o Sequenciamento do Genoma Completo pela técnica do cgMSLT como ferramenta de Vigilância da Tuberculose Bovina no Estado de Santa Catarina. Este estudo forneceu a primeira descrição sobre a diversidade filogenética de isolados de M. bovis do Brasil baseado na análise do cgMSLT. Além disso, é a primeira confirmação independente do esquema cgMLST para o Complexo Mycobacterium tuberculosis, utilizada em isolados clínicos de M. bovis de amostras obtidas de bovinos com bTB, resultando -se na identificação de 11 Tipos de Complex. Na pesquisa atual, foi demonstrado que o conhecimento da epidemiologia combinado com dados do WGS pode fornecer um meio para investigações aprofundadas da dinâmica da bTB, destacando aspectos importantes e ainda não quantificados, como a extensão da transmissão entre espécies e a taxa de substituição. O custo decrescente, resolução adicional, e boa evidência com a localização espacial justicam o uso do WGS como ferramenta na vigilância da tuberculose bovina no Estado de Santa Catarina.

Although several countries have eradicated bovine tuberculosis, their fight has been challenging. There are several reasons for the residual infection in these sites and the transmission dynamics of Mycobacterium bovis is still poorly understood. Screening of the recent transmission and its transmission networks are essential in the control of bovine tuberculosis. However, the classic genotyping tools do not have discriminatory power to determine the transmission routes and the temporality of the focus of bovine tuberculosis in a geographic area. Recently, this epidemiological approach can be performed by complete genome sequencing (WGS), but not yet standardized to facilitate larger investigations, covering different laboratories or tracing of outbreaks of bovine tuberculosis. Based on this, the objective was to analyze the Whole Genome Sequencing using the cgMSLT technique as a Bovine Tuberculosis Surveillance tool in the State of Santa Catarina. This study provided the first description on the phylogenetic diversity of M. bovis isolates from Brazil based on cgMSLT analysis. In addition, it is the first independent confirmation of the cgMLST scheme for the Mycobacterium tuberculosis Complex, used in clinical isolates of M. bovis from samples obtained from bovines with bTB, resulting in the identification of 11 Complex Types. In current research, it has been shown that knowledge of epidemiology combined with WGS data can provide a means for in-depth investigations of bTB dynamics, highlighting important but not yet quantified aspects such as the extent of transmission between species and the rate of substitution. The decreasing cost, additional resolution, and good evidence for spatial location justify the use of WGS as a tool in the surveillance of bovine tuberculosis in the State of Santa Catarina.

Genomic diversity of the Brazilian strains of Streptococcus agalactiae isolated From outbreaks on fish farms.

A tilapia do Nilo é o peixe mais produzido no Brasil e a expansão de seu cultivo é afetada pelo patógeno Streptococcus agalactiae. Os objetivos dessa dissertação foram realizar uma revisão de literatura sobre estreptococose por S. agalactiae e sua epidemiologia, e analisar a população brasileira desse micro-organismo, estabelecer uma ferramenta para rastrear surtos de estreptococose e distinguir amostras geneticamente próximas. Um total de 39 amostras foram obtidas de surtos e seus genomas foram sequenciados e anotados para análises comparativas de tipagem multilocus (MLST), similaridade genômica, MLST de genoma inteiro (wgMLST) e uma análise evolutiva com inferência Bayesiana da espécie. Os isolados brasileiros de S. agalactiae apresentaram dois STs, dentre os quais um novo descrito pela primeira vez nesse trabalho, e também uma linhagem não tipável. O wgMLST diferenciou cada isolado como um clone único e estabeleceu correlações temporais e geográficas entre as amostras, sendo que os STs 260 e 927 prevaleceram no Nordeste e as amostras não tipáveis, na região Centro-Sul. A análise evolutiva Bayesiana mostrou que a população brasileira de S. agalactiae tem uma emergência muito recente, de cerca de 585 anos. A população brasileira de S. agalactiae se mostrou genomicamente heterogênea e distribuida em diferentes regiões do país conforme seu genótipo, e o wgMLST pode rastrear cada evento de surto individualmente.

Nile tilapia is the most produced fish in Brazil and the evolution of its cultivation is affected by the pathogen Streptococcus agalactiae. The aims of this thesis were to review the literature about streptococcosis by S. agalactiae and its epidemiology and to analyze genetic structure of the Brazilian isolates, to establish a method to track outbreaks of streptococcosis and to distinguish closely related strains. A total of 39 strains were obtained from outbreaks and their whole genomes were sequenced and annotated for comparative analysis of multilocus sequence typing (MLST), genomic similarity, whole genome MLST (wgMLST) and a Bayesian evolutionary analysis of the species. The Brazilian strains of S. agalactiae presented two STs, among which a new one just described, and also a non-typeable lineage. The wgMLST could differentiate each strain in a single clone and establish temporal and geographical correlations among strains, wherein STs 260 and 927 predominated in Northeast, and non-typeable strains, on Central-South region. The Bayesian evolutionary analysis revealed that the Brazilian population of S. agalactiae has a remarkably recent emergence, about 585 years ago. Brazilian strains of S. agalactiae showed to be heterogeneous in its genome sequence, distributed in different regions of the country according to the genotype, and wgMLST analysis could track each outbreak event individually.

Resistência bacteriana a antimicrobianos em uma comunidade remota da Floresta Amazônica

O aparecimento e a disseminação de bactérias multi-resistentes estão estreitamente relacionados ao uso excessivo e inadequado de antimicrobianos em medicina humana/veterinária e na produção animal. Entretanto, alguns estudos têm relatado a presença dessas bactérias em comunidades remotas com baixa ou mínima exposição a antimicrobianos. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a presença de bactérias produtoras de -lactamases adquiridas, mediadas por plasmídeos, na microbiota Gram-negativa comensal de humanos e animais domésticos de diferentes etnias indígenas na região da Floresta Amazônica, e elucidar o seu contexto genético. No mês de março de 2013 foram coletadas amostras de fezes de indivíduos atendidos (n = 36) e funcionários (n = 9) de um centro assistencial em saúde restrito a comunidades indígenas. Adicionalmente, no mês de julho, foram coletadas amostras de swab retal de animais de companhia (n = 20) da comunidade. A identificação das espécies bacterianas foi feita por MALDI-TOF e a avaliação da susceptibilidade aos antimicrobianos foi realizada pela técnica de Kirby-Bauer. A detecção de genes de resistência e a determinação de filogrupos de E. coli foi feita por PCR. A genotipagem dos isolados foi feita por ERIC-PCR e MLST. As avaliações de transferibilidade, tamanho e grupos de incompatibilidade plasmidial (Inc) foram realizadas por conjugação e transformação, S1-PFGE e PBRT, respectivamente. Isolados representativos de cada grupo clonal tiveram o genoma completo sequenciado. Surpreendentemente, foram identificados 30 isolados de origem humana e cinco de origem animal apresentando resistência a cefalosporinas e fluoroquinolonas. A presença dos genes blaTEM-1 (78,6%) > blaCTX-M-15 (71,4%) > blaCTX-M-14 (21,4%) > blaCTX-M-8 e blaGES-5 (7,1% cada) foi confirmada em 14 isolados (provenientes de 10 indivíduos), sendo a maioria identificada como E. coli (70%). Adicionalmente, a presença dos genes blaCTX-M-14 (60%) > blaTEM-1 (40%) > blaCTX-M-2 e blaCTX-M-8 (20% cada) foi confirmada em cinco cepas de E. coli isoladas de cães. O filogrupo D de E. coli foi predominantemente encontrado, tanto em isolados de humanos (n = 6) quanto de animais (n = 4). Foi observada relação clonal entre cinco isolados de E. coli de humanos e três de animais (ST38 e ST6993), e todos os isolados de K. pneumoniae foram representados por um único clone (ST198). A transferibilidade plasmidial foi observada em nove isolados carregando os genes blaTEM, blaCTX-M-15, blaCTX-M-14 e blaCTX-M-8. O Inc mais encontrado foi IncF (n = 11), classificado em seis replicons diferentes; seguido por IncI1 (n = 5), classificado no ST80 e ST131; e IncL/M (n = 1), em plasmídeos variando de 97-291 kb. O sequenciamento de genoma completo permitiu a detecção de outros genes de resistência a -lactâmicos e a outras classes de antimicrobianos, bem como diversos genes de virulência. A presença de genes codificadores de ESBL e carbapenemase na microbiota comensal de indivíduos de uma comunidade remota no Brasil é um resultado inédito que demonstra que a disseminação de um problema endêmico em áreas urbanas para uma comunidade em teoria com baixa exposição a antibacterianos está acontecendo, sendo que as fontes e/ou veículos de aquisição são dignas de investigação, para um controle epidemiológico.

Emergence and spread of multiresistant bacteria are closely related to antimicrobial misuse in human and veterinary medicine and livestock. However, some studies have reported the presence of these bacteria in remote communities with low or minimal exposure to antimicrobials. Thus, the aim of this study was to investigate the presence of plasmid-mediated -lactamase in the commensal Gram-negative microbiota of humans and domestic animals of different indigenous ethnic groups in the Amazon Forest region, and to elucidate their genetic context. In March 2013, stool samples were collected from individuals attended in a health care center restricted to indigenous communities (n = 36) and from their local staff (n = 9). Additionally, in July 2013, rectal swab samples were collected from companion animals (n = 20) in the community. Bacterial species identification was performed by MALDI-TOF and antimicrobial susceptibility was assessed by the Kirby-Bauer technique. Antimicrobial resistance genes and E. coli phylo-groups were detected by PCR. Clonal relation among the isolates was investigated by ERIC-PCR and MLST. Plasmid mobility, size, and incompatibility groups (Inc) were evaluated by conjugation and transformation, S1-PFGE, and PBRT, respectively. Representative isolates of each clonal group were submitted to whole genome sequencing. Surprisingly, 30 isolates from humans and five isolates from animals have presented resistance to cephalosporins and fluoroquinolones. The presence of blaTEM-1 (78.6%) > blaCTX-M-15 (71.4%) > blaCTX-M-14 (21.4%) > blaCTX-M-8, and blaGES-5 (1% each) genes was confirmed in 14 isolates (from 10 individuals), most of them identified as E. coli (70%). In addition, the presence of blaCTX-M-14 (60%) > blaTEM-1 (40%) > blaCTX-M-2, and blaCTX-M-8 (20% each) genes was confirmed in five E. coli strains isolated from dogs. E. coli phylo-group D was predominantly found in both human (n = 6) and animal (n = 4) isolates. A clonal relationship was observed among five E. coli isolates from humans and three from animals (ST38 and ST6993), and all K. pneumoniae isolates were represented by a single clone (ST198). Plasmid mobility was observed in nine isolates harboring blaTEM-1, blaCTX-M-15, blaCTX-M-14, and blaCTX-M-8 genes. IncF was the most prevalent Inc group (n = 11), classified in six different replicons; followed by IncI1 (n = 5), assigned to ST80 and ST131; and IncL/M (n = 1), in plasmids ranging from 97-291 kb. The whole genome sequencing allows the identification of other -lactam resistance genes and genes conferring resistance to other antimicrobial classes, as well as several virulence genes. The presence of genes encoding ESBL and carbapenemase in the commensal microbiota of individuals from a remote community in Brazil is an unprecedented result. It demonstrates that the dissemination of an urban endemic problem to a community in theory with low antimicrobial exposure is occurring. Therefore, the sources and/or vehicles of acquisition are worthy of investigation in order to establish epidemiologic control measures.