Efficacy assessment of an intramammary formulation based on soluble polypyrrole in cows with experimentally induced mastitis / Avaliação da eficácia de uma formulação intramamária à base de polipirrol solúvel em vacas com mastite experimentalmente induzida

Considerando a necessidade de terapias alternativas para a mastite bovina, uma inflamação, normalmente de causa infecciosa, de alta prevalência e de alto impacto econômico nas fazendas leiteiras, avaliou-se a eficácia antimicrobiana, in vivo, de uma formulação intramamária à base de polipirrol (PPy) solúvel, um polímero condutor promissor para aplicações biomédicas, especialmente como potente antibacteriano. Neste ensaio, quartos mamários de vacas holandesas sadias (n = 8) foram inoculados com Staphylococcus aureus e tratados, por via intramamária, com formulação experimental à base de PPy solúvel (5%) e com formulação comercial à base de sulfato de gentamicina. O efeito desses tratamentos foi avaliado com a realização de lactoculturas, da Contagem Bacteriana Total (TBC), da Contagem de Células Somáticas (SCC) e da análise da composição do leite das amostras obtidas de quartos mamários, em sete momentos experimentais. Avaliação hematológica dos animais também foi realizada. A aplicação intramamária de três doses da formulação experimental à base de PPy solúvel resultou em maiores log/mL da TBC e da SCC quando comparadas ao grupo controle positivo e ao grupo que recebeu sulfato de gentamicina. A administração da formulação experimental não induziu alterações na composição do leite e nos parâmetros hematológicos. Alguns fatores farmacocinéticos e farmacodinâmicos do PPy solúvel podem ser atribuídos a ineficácia antimicrobiana da pomada experimental. Outras pesquisas devem ser realizados em prol do desenvolvimento de formulações que permitam a atuação antibacteriana do PPy solúvel no ambiente intramamário de vacas leiteiras.

Given the need for alternative therapies for bovine mastitis, an infectious disease of high prevalence and significant economic impact in dairy farms, this study evaluated the in vivo antimicrobial efficacy of an intramammary formulation based on soluble polypyrrole (PPy), a promising conductive polymer for biomedical applications, especially as an effective antimicrobial agent. In this assay, mammary quarters of healthy Holstein Friesian cows (n = 8) were inoculated with Staphylococcus aureus and treated, via the intramammary route, with an experimental formulation based on soluble PPy (5%) and a commercial formulation based on gentamicin sulfate. The effect of these treatments was evaluated based on milk cultures, Total Bacterial Count (TBC), Somatic Cell Count (SCC), and milk composition analysis of mammary quarter samples in seven experimental moments. In addition, hematological evaluations of the animals were also performed. The intramammary application of three levels of the experimental formulation based on soluble PPy resulted in higher log/mL of the TBC and SCC compared to a positive control group and a group that received gentamicin sulfate. The experimental formulation did not induce changes in milk composition or in hematological parameters. Certain factors related to pharmacokinetics, such as the type of carrier used in the formulation and the pharmacodynamics of soluble PPy, may have contributed to the antimicrobial ineffectiveness of the experimental formulation. The results of this study neither define nor decrease the antimicrobial potential of soluble PPy. Further research is required to develop formulations that enable the antibacterial action of soluble PPy in the intramammary environment of dairy cows.

Training, development, and evaluation of on-farm culturing as a technical resource to reduce the use of antimicrobials in dairy herds in the Midwest Region of Santa Catarina State, Brazil / Capacitação, implementação e avaliação da cultura de leite na fazenda como recurso técnico voltado ao uso reduzido de antimicrobianos em rebanhos leiteiros no meio oeste catarinense

On-farm culturing is a technology booming in Brazil. It is based on the microbiological diagnosis of milk samples collected from clinical cases of bovine mastitis, on the farm where the animals are handled, quickly, simply, and at an affordable cost. With this resource, after 24 h of incubation, the isolated microorganisms are classified as gram positive or gram negative, helping to make decisions regarding the therapy of the animals. Considering the relevance of the Midwestern region of Santa Catarina State in the national dairy production scenario, the objectives of the study were: 1) to promote the technical training of the farmers in three dairy farms located in Treze Tílias-SC, 2) to assist in the implementation and evaluation of on-farm culturing as technological resource viewing the reduced use of antimicrobials in herds. In addition to the rapid acceptance by the farmers and their efficient training, with the use of the technology, there was a 45-50% reduction in the use of antimicrobials in dairy herds. This result demonstrated a significant effect on animal health, and determines an important cost reduction for farmers, as presented in detail in this manuscript.

A cultura de leite na fazenda (do inglês On farm culturing) é uma tecnologia em franca expansão no Brasil. Fundamenta-se no diagnóstico microbiológico de amostras de leite colhidas de casos clínicos de mastite bovina, na própria fazenda onde são manejados os animais, de forma rápida, simples e com custo acessível. Com este recurso, após 24 horas de incubação, os micro-organismos isolados são classificados em Gram-positivos ou Gram-negativos, auxiliando na tomada de decisões quanto à terapia dos animais. Considerando a relevância da região meio oeste catarinense no cenário nacional de produção leiteira, o objetivo do presente estudo foi promover a capacitação técnica dos produtores em três propriedades localizadas em Treze Tílias-SC, e auxiliar na implementação e avaliação da cultura de leite na fazenda como recurso tecnológico voltado ao uso reduzido de antimicrobianos nos rebanhos. Além da rápida aceitação pelos produtores e eficiente capacitação dos mesmos, verificou-se, com o emprego da tecnologia, redução de 45% a 50% do uso de antimicrobianos nos rebanhos. Este resultado, além de demonstrar significativo impacto em saúde animal, determinou importante redução de custos aos produtores, como apresentado detalhadamente no presente artigo.

Training, development, and evaluation of on-farm culturing as a technical resource to reduce the use of antimicrobials in dairy herds in the Midwest Region of Santa Catarina State, Brazil / Capacitação, implementação e avaliação da cultura de leite na fazenda como recurso técnico voltado ao uso reduzido de antimicrobianos em rebanhos leiteiros no meio oeste catarinense

ABSTRACT: On-farm culturing is a technology booming in Brazil. It is based on the microbiological diagnosis of milk samples collected from clinical cases of bovine mastitis, on the farm where the animals are handled, quickly, simply, and at an affordable cost. With this resource, after 24 h of incubation, the isolated microorganisms are classified as gram positive or gram negative, helping to make decisions regarding the therapy of the animals. Considering the relevance of the Midwestern region of Santa Catarina State in the national dairy production scenario, the objectives of the study were: 1) to promote the technical training of the farmers in three dairy farms located in Treze Tílias-SC, 2) to assist in the implementation and evaluation of on-farm culturing as technological resource viewing the reduced use of antimicrobials in herds. In addition to the rapid acceptance by the farmers and their efficient training, with the use of the technology, there was a 45-50% reduction in the use of antimicrobials in dairy herds. This result demonstrated a significant effect on animal health, and determines an important cost reduction for farmers, as presented in detail in this manuscript.

RESUMO: A cultura de leite na fazenda (do inglês On farm culturing) é uma tecnologia em franca expansão no Brasil. Fundamenta-se no diagnóstico microbiológico de amostras de leite colhidas de casos clínicos de mastite bovina, na própria fazenda onde são manejados os animais, de forma rápida, simples e com custo acessível. Com este recurso, após 24 horas de incubação, os micro-organismos isolados são classificados em Gram-positivos ou Gram-negativos, auxiliando na tomada de decisões quanto à terapia dos animais. Considerando a relevância da região meio oeste catarinense no cenário nacional de produção leiteira, o objetivo do presente estudo foi promover a capacitação técnica dos produtores em três propriedades localizadas em Treze Tílias-SC, e auxiliar na implementação e avaliação da cultura de leite na fazenda como recurso tecnológico voltado ao uso reduzido de antimicrobianos nos rebanhos. Além da rápida aceitação pelos produtores e eficiente capacitação dos mesmos, verificou-se, com o emprego da tecnologia, redução de 45% a 50% do uso de antimicrobianos nos rebanhos. Este resultado, além de demonstrar significativo impacto em saúde animal, determinou importante redução de custos aos produtores, como apresentado detalhadamente no presente artigo.

Training, development, and evaluation of on-farm culturing as a technical resource to reduce the use of antimicrobials in dairy herds in the Midwest Region of Santa Catarina State, Brazil / Capacitação, implementação e avaliação da cultura de leite na fazenda como recurso técnico voltado ao uso reduzido de antimicrobianos em rebanhos leiteiros no meio oeste catarinense

On-farm culturing is a technology booming in Brazil. It is based on the microbiological diagnosis of milk samples collected from clinical cases of bovine mastitis, on the farm where the animals are handled, quickly, simply, and at an affordable cost. With this resource, after 24 h of incubation, the isolated microorganisms are classified as gram positive or gram negative, helping to make decisions regarding the therapy of the animals. Considering the relevance of the Midwestern region of Santa Catarina State in the national dairy production scenario, the objectives of the study were: 1) to promote the technical training of the farmers in three dairy farms located in Treze Tílias-SC, 2) to assist in the implementation and evaluation of on-farm culturing as technological resource viewing the reduced use of antimicrobials in herds. In addition to the rapid acceptance by the farmers and their efficient training, with the use of the technology, there was a 45-50% reduction in the use of antimicrobials in dairy herds. This result demonstrated a significant effect on animal health, and determines an important cost reduction for farmers, as presented in detail in this manuscript.(AU)

A cultura de leite na fazenda (do inglês On farm culturing) é uma tecnologia em franca expansão no Brasil. Fundamenta-se no diagnóstico microbiológico de amostras de leite colhidas de casos clínicos de mastite bovina, na própria fazenda onde são manejados os animais, de forma rápida, simples e com custo acessível. Com este recurso, após 24 horas de incubação, os micro-organismos isolados são classificados em Gram-positivos ou Gram-negativos, auxiliando na tomada de decisões quanto à terapia dos animais. Considerando a relevância da região meio oeste catarinense no cenário nacional de produção leiteira, o objetivo do presente estudo foi promover a capacitação técnica dos produtores em três propriedades localizadas em Treze Tílias-SC, e auxiliar na implementação e avaliação da cultura de leite na fazenda como recurso tecnológico voltado ao uso reduzido de antimicrobianos nos rebanhos. Além da rápida aceitação pelos produtores e eficiente capacitação dos mesmos, verificou-se, com o emprego da tecnologia, redução de 45% a 50% do uso de antimicrobianos nos rebanhos. Este resultado, além de demonstrar significativo impacto em saúde animal, determinou importante redução de custos aos produtores, como apresentado detalhadamente no presente artigo.(AU)

Biofilm production by Staphylococcus spp. isolated from bovine mastitis in dairy herds in state of Acre, Brazil and its implications / Produção de biofilme por Staphylococcus spp. isolados de mastite bovina, em rebanhos leiteiros do estado do Acre, Brasil, e suas implicações

This study aimed to identify the Staphylococcus species responsible for bovine mastitis in dairy herds in northern Brazil, to investigate the capacity of biofilm production, and to analyze the association of biofilm production with multiresistance and intensity of California Mastitis Tests (CMT) reactions that can make treatment more difficult and cause misdiagnoses, respectively. Milk samples were collected from 23 dairy farms located in five municipalities in the state of Acre. A total of 339 crossbred cows were tested by CMT, with 109 animals (229 udder ceilings) reacting to the test. After bacterial isolation in blood agar, the catalase-positive and gram-positive cocci were submitted for identification by MALDI-TOF MS. Of 103 strains identified as staphylococci, Staphylococcus chromogenes (58.3%) and Staphylococcus aureus (19.4%) were the most prevalent species. Biofilm production was quantitatively evaluated using a microplate adherence test. Among the Staphylococcus strains, 71.8% were biofilm producers. Most strains of S. chromogenes (68.3%) had the capacity to produce biofilms, ranging from weak (43.3%), moderate (13.3%), and strong (11.7%) producers. Among S. aureus strains, 50% were non-biofilm producers, and none were strong producers. Our data showed an association between biofilm production capacity and multidrug resistance. In addition, there was a reduction in the response to the CMT test, which can mask the diagnosis.

O presente estudo teve como objetivos identificar as espécies de estafilococos envolvidas com mastite em rebanhos leiteiros no norte do Brasil, investigar a capacidade de produção de biofilme e analisar a associação da produção de biofilme com multirresistência e intensidade de reações de CMT que podem dificultar o tratamento e causar erros de diagnósticos, respectivamente. Amostras de leite foram coletadas em 23 propriedades leiteiras, situadas em cinco municípios do estado do Acre. Um total de 339 vacas mestiças foram testadas pelo CMT, sendo detectados 109 animais (229 tetos) reagentes ao teste. Após isolamento em ágar sangue, os cocos Gram positivos produtores de catalase foram submetidos à identificação por MALDI TOF MS. Um total de 103 estirpes foram identificadas como estafilococos, sendo mais prevalentes as espécies Staphylococcus chromogenes (58,3%) e S. aureus (19,4%). A produção de biofilme foi avaliada quantitativamente pelo teste de aderência em microplaca. Dentre todas as amostras de estafilococos, 71,8% foram produtoras de biofilme. A maioria das amostras de S. chromogenes (68,3%) apresentou capacidade de produzir biofilme, variando de fraco (43,3%), moderado (13,3%) a forte (11,7%) produtor. Entre as amostras de S. aureus, 50% não foram produtoras e nenhuma foi produtora forte. Essa capacidade de produção de biofilme mostrou-se associada à multirresistência a antimicrobianos, além de diminuir a intensidade no teste CMT, podendo mascarar o diagnóstico.

Effect of Mauritia flexuosa L. leaf extract on Staphylococcus aureus and Staphylococcus haemolyticus biofilms adhered to stainless steel surface / Efeito do extrato de folhas de Mauritia flexuosa L. sobre biofilmes de Staphylococcus aureus e Staphylococcus haemolyticus aderidos a superfície de aço inoxidável

Staphylococcus spp. represents the main mastitis agents in ruminants and contaminants of milk due to their expressive capacity to make biofilms. The aims in this study was evaluate evaluated the antimicrobial activity of Mauritia flexuosa L. extracts against Staphylococcus spp. adhered to a stainless steel surface. Two isolates from cows with clinical mastitis were evaluated; one was identified as Staphylococcus aureus, and the other Staphylococcus haemolyticus. Additionally the ATCC 25923 strain, S. aureus from human was evaluated. The chemical profile obtained from gas chromatography revealed the presence of carbohydrates, organic acids, and flavonoids. The minimum bactericidal concentrations of the ethanolic extract (EE) and aqueous extract (AE) were 4.4 and 5.82 mg/mL, respectively. After EE treatment at 4.4 mg/mL for 2.5 min, total removal of mature biofilms grown on stainless steel coupons was observed (reduction by 3.85-4.81 log units). This extract from M. flexuosa shows potential as an effective sanitizer and may represent a natural alternative against Staphylococcus spp.

Bactérias do gênero Staphylococcus spp. são os principais agentes da mastite em ruminantes e contaminantes do leite devido à expressiva capacidade de formação de biofilmes. Neste estudo o objetivo foi avaliar a atividade antimicrobiana de extratos de Mauritia flexuosa L. (Buritizeiro) contra Staphylococcus spp. aderidos à superfície de aço inoxidável. Foram avaliados dois isolados de vacas com mastite clínica; o um isolado foi identificado como Staphylococcus aureus e o outro como Staphylococcus haemolyticus. Adicionalmente foi também avaliada a e a cepa S. aureus ATCC 25923 de origem humana. O perfil químico obtido por cromatografia gasosa revelou a presença de carboidratos, ácidos orgânicos e flavonóides. As concentrações bactericidas mínimas do extrato etanólico (EE) e do extrato aquoso (AE) foram 4,4 e 5,82 mg / mL, respectivamente. Após o tratamento com EE a 4,4 mg / mL por 2,5 min, foi observada remoção total de biofilmes maduros cultivados em cupons de aço inoxidável (redução de 3,85-4,81 unidades log). O EE de folhas de M. flexuosa apresenta potencial como um desinfetante eficaz e pode representar uma alternativa natural contra Staphylococcus spp.

Antimicrobial resistance profile of Staphylococcus spp. isolates in cattle herds from Western Amazon / Perfil de resistência antimicrobiana de Staphylococcus spp. isolados em rebanhos leiteiros da Amazônia Ocidental

Staphylococcus is one of the most frequent etiological agents of bovine mastitis, causing economic losses to milk farming. This study aimed to describe the milk production and management practices in 15 herds located in three microregions of the State of Rondônia and to identify the antimicrobial resistance profile of 97 isolates of the genus Staphylococcus from these herds. The isolates were subjected to antimicrobial susceptibility tests using the agar diffusion method. Twenty-nine S. aureus isolates were selected to determine their minimum inhibitory concentration (MIC). In the farms studied, the breeding system was semi-intensive, with the Girolando breed being predominant. Milking was performed predominantly using a mechanical milking system (86.7%), twice a day (66.7%), in the presence of the calf (53.8%). The average number of lactating cows in the farms was 24, with an average milk production of 204.9 L d-1 and a milk productivity of 10.2 L animal-1 d-1. The use of antimicrobials for the treatment and prevention of bovine mastitis was reported for all properties, and therapy for dry cows was adopted in 80% of the herds. The percent susceptibility to antimicrobials ranged from 85.5% to 100% for S. aureus, 22.2% to 88.9% for coagulase-positive staphylococci (CPS), and 69.2% to 100% for coagulase-negative staphylococci (CNS), with the highest resistance frequencies for penicillin, ampicillin, and tetracycline. Among the S. aureus isolates, 100% susceptibility to oxacillin, cefalexin, and gentamicin was observed, and among the CNS isolates, 100% susceptibility to gentamicin was observed. None of the antimicrobials tested showed 100% in vitro effectiveness for CPS. CPS and CNS presented lower percentages of susceptibility to penicillin, ampicillin, and tetracycline than the S. aureus isolates. Twelve resistance patterns were detected, six of which were multiresistance patterns. The most prevalent resistance patterns were penicillin and ampicillin (PEN-AMP) and penicillin, ampicillin, and tetracycline (PEN-AMP-TET). Results of the MIC assay revealed that all 29 S. aureus isolates were susceptible to cephalothin, cefoxitin, tetracycline, and erythromycin, whereas 25 (86.2%) were susceptible to penicillin.(AU)

O gênero Staphylococcus destaca-se como um dos agentes etiológicos mais frequentes da mastite bovina, causando prejuízos econômicos à pecuária de leite. Este estudo teve o objetivo de descrever a produção de leite e práticas de manejo de 15 rebanhos localizados em três microrregiões do Estado de Rondônia, e identificar o perfil de resistência aos antimicrobianos de 97 isolados do gênero Staphylococcus provenientes destes rebanhos. Os isolados foram submetidos a testes de suscetibilidade a antimicrobianos, utilizandose a técnica de difusão em ágar. Foram selecionados 29 isolados de Staphylococcus aureus (S. aureus) para determinação da concentração inibitória mínima (CIM). Nas propriedades estudadas, o sistema de criação era semi-intensivo, com predomínio da raça Girolando. A ordenha era realizada predominantemente em sistema de ordenha mecânica (86,7%), duas vezes ao dia (66,7%) e com a presença do bezerro (53,8%). A média do número de vacas em lactação das propriedades era de 24 animais, com média de produção de leite de 204,9 L d-1 e produtividade de leite de 10,2 L animal-1 d-1. O uso de antimicrobianos para o tratamento e prevenção da mastite bovina foi relatado em todas as propriedades, sendo adotada a terapia da vaca seca em 80% dos rebanhos. A percentagem de susceptibilidade aos antimicrobianos variou de 85,5 a 100% para S. aureus, 22,2 a 88,9% para Staphylococcus coagulase positivos (SCP) e 69,2 a 100% para Staphylococcus coagulase negativos (SCN), sendo as maiores frequências de resistência para penicilina, ampicilina e tetraciclina. Entre os isolados de S. aureus foi observada 100% de susceptibilidade aos antimicrobianos oxacilina, cefalexina e gentamicina, e entre os isolados de SCN, 100% de susceptibilidade à gentamicina. Nenhum dos antimicrobianos testados apresentou 100% de efetividade in vitro para SCP. SCP e SCN apresentaram menores percentagens de susceptibilidade à penicilina, ampicilina e tetraciclina do que os isolados de S. aureus. Foram observados 12 padrões de resistência, sendo seis padrões de multirresistência. Os padrões de resistência mais prevalentes foram resistência à penicilina e ampicilina (PEN-AMP) e à penicilina, ampicilina e tetraciclina (PEN-AMP-TET). A determinação da CIM dos 29 isolados de S. aureus mostraram que todos foram susceptíveis à cefalotina, cefoxitina, tetraciclina e eritromicina, e 25 (86,2%) foram susceptíveis à penicilina.(AU)

In vitro lytic efficiency of Staphylococcus aureus bacteriophages in bacteria from bovine mastitis: a meta-analysis / Eficiência lítica in vitro de bacteriófagos de Staphylococcus aureus em bactérias de mastites bovina: uma meta-análise

Bacteriophages have been investigated as alternative to the treatment of bacterial infections, including bovine mastitis, in production animals. In this meta-analysis, we evaluated in vitro efficiency of phages of Staphylococcus aureus against S. aureus, which is involved in the etiology of bovine mastitis. Seventeen studies were included and the bacterial lytic activity was extracted using proportion analysis. The lytic efficiency of phages was obtained in this meta-analysis using a random-effects model [significant difference (P<0.05)]. Forest plots were used to graphically represent the efficiency of phages on bacterial isolates. Most phages (e.g., CS1, DW2, ΦSA011, ΦSA012, ΦSA022, ΦSA023, ΦSA024, ΦSA025, ΦSA037, ΦSA038, ΦSA039, ΦSA041, ΦSA042, ΦSA043, ΦSA044, MSA6, Ufv-aur2 to Ufv-aur11, SAH-1, SPW, vB_SauM_JS25, SaPh1 to SaPh6, SA, SANF, SA2, ΦSA012, ΦSA039, phi11, phiIPLA88, phiIPLA35, phiIPLA-RODI, phiIPLA-C1C, SAJK-IND, vBSP-A1, vBSP-A2, STA1.ST29, EB1.ST11, EB1.ST27, Remus, and ISP) were efficiently lytics or infected most S. aureus isolates, demonstrating 80% (P<0.05) lytic efficiency. The phages SA, SANF and SA2, also demonstrated lytic activity or infected the non-Staphylococcus aureus and Macrococcus caseolyticus isolates. In this meta-analysis, we compared and demonstrated the in vitro efficiency and host range of S. aureus phages. Additionally, the phages represent an alternative to be researched to treat bovine mastitis in dairy cattle caused by the prevalent microorganism, S. aureus.

Os bacteriófagos têm sido investigados como alternativa ao tratamento de infecções bacterianas em animais de produção, incluindo a mastite bovina. Nesta meta-análise, avaliamos a eficiência in vitro de fagos de Staphylococcus aureus contra S. aureus envolvidas na etiologia da mastite bovina. Dezessete estudos foram incluídos e a atividade lítica bacteriana foi extraída usando análise de proporção. A eficiência lítica dos fagos foi obtida nesta meta-análise, usando um modelo de efeitos aleatórios (diferença significativa (P <0,05)). Os gráficos de Forest plots foram usados para representar graficamente a eficiência dos fagos em isolados bacterianos. Os fagos avaliados, na sua grande maioria, (por exemplo, CS1, DW2, ΦSA011, ΦSA012, ΦSA022, ΦSA023, ΦSA024, ΦSA025, ΦSA037, ΦSA038, ΦSA039, ΦSA041, ΦSA042, ΦSA043, ΦSAf e U0f, ua04 SPW, vB_SauM_JS25, SaPh1 a SaPh6, SA, SANF, SA2, ΦSA012, ΦSA039, phi11, phiIPLA88, phiIPLA35, phiIPLA-RODI, phiIPLA-C1C, SAJK-IND, vBSP-A1, vBSP-A2, STA1.ST29, EB1.ST11, EB1.ST27, Remus, e ISP) foram eficientemente líticos ou infectaram a maioria dos isolados de S. aureus, demonstrando 80% (P < 0,05) de eficiência lítica. Os fagos SA, SANF e SA2 também demonstraram atividade lítica ou infectaram os isolados Staphylococcus não-aureus e Macrococcus caseolyticus. Nesta meta-análise, comparamos e demonstramos a eficiência in vitro e gama de hospedeiros de fagos de S. aureus. Adicionalmente, os fagos representam uma alternativa a ser pesquisada para o tratamento da mastite bovina em gado leiteiro causada pelo microrganismo prevalente, ou seja S. aureus.

In vitro lytic efficiency of Staphylococcus aureus bacteriophages in bacteria from bovine mastitis: a meta-analysis / Eficiência lítica in vitro de bacteriófagos de Staphylococcus aureus em bactérias de mastites bovina: uma meta-análise

ABSTRACT: Bacteriophages have been investigated as alternative to the treatment of bacterial infections, including bovine mastitis, in production animals. In this meta-analysis, we evaluated in vitro efficiency of phages of Staphylococcus aureus against S. aureus, which is involved in the etiology of bovine mastitis. Seventeen studies were included and the bacterial lytic activity was extracted using proportion analysis. The lytic efficiency of phages was obtained in this meta-analysis using a random-effects model [significant difference (P<0.05)]. Forest plots were used to graphically represent the efficiency of phages on bacterial isolates. Most phages (e.g., CS1, DW2, ΦSA011, ΦSA012, ΦSA022, ΦSA023, ΦSA024, ΦSA025, ΦSA037, ΦSA038, ΦSA039, ΦSA041, ΦSA042, ΦSA043, ΦSA044, MSA6, Ufv-aur2 to Ufv-aur11, SAH-1, SPW, vB_SauM_JS25, SaPh1 to SaPh6, SA, SANF, SA2, ΦSA012, ΦSA039, phi11, phiIPLA88, phiIPLA35, phiIPLA-RODI, phiIPLA-C1C, SAJK-IND, vBSP-A1, vBSP-A2, STA1.ST29, EB1.ST11, EB1.ST27, Remus, and ISP) were efficiently lytics or infected most S. aureus isolates, demonstrating 80% (P<0.05) lytic efficiency. The phages SA, SANF and SA2, also demonstrated lytic activity or infected the non-Staphylococcus aureus and Macrococcus caseolyticus isolates. In this meta-analysis, we compared and demonstrated the in vitro efficiency and host range of S. aureus phages. Additionally, the phages represent an alternative to be researched to treat bovine mastitis in dairy cattle caused by the prevalent microorganism, S. aureus.

RESUMO: Os bacteriófagos têm sido investigados como alternativa ao tratamento de infecções bacterianas em animais de produção, incluindo a mastite bovina. Nesta meta-análise, avaliamos a eficiência in vitro de fagos de Staphylococcus aureus contra S. aureus envolvidas na etiologia da mastite bovina. Dezessete estudos foram incluídos e a atividade lítica bacteriana foi extraída usando análise de proporção. A eficiência lítica dos fagos foi obtida nesta meta-análise, usando um modelo de efeitos aleatórios (diferença significativa (P <0,05)). Os gráficos de Forest plots foram usados para representar graficamente a eficiência dos fagos em isolados bacterianos. Os fagos avaliados, na sua grande maioria, (por exemplo, CS1, DW2, ΦSA011, ΦSA012, ΦSA022, ΦSA023, ΦSA024, ΦSA025, ΦSA037, ΦSA038, ΦSA039, ΦSA041, ΦSA042, ΦSA043, ΦSAf e U0f, ua04 SPW, vB_SauM_JS25, SaPh1 a SaPh6, SA, SANF, SA2, ΦSA012, ΦSA039, phi11, phiIPLA88, phiIPLA35, phiIPLA-RODI, phiIPLA-C1C, SAJK-IND, vBSP-A1, vBSP-A2, STA1.ST29, EB1.ST11, EB1.ST27, Remus, e ISP) foram eficientemente líticos ou infectaram a maioria dos isolados de S. aureus, demonstrando 80% (P < 0,05) de eficiência lítica. Os fagos SA, SANF e SA2 também demonstraram atividade lítica ou infectaram os isolados Staphylococcus não-aureus e Macrococcus caseolyticus. Nesta meta-análise, comparamos e demonstramos a eficiência in vitro e gama de hospedeiros de fagos de S. aureus. Adicionalmente, os fagos representam uma alternativa a ser pesquisada para o tratamento da mastite bovina em gado leiteiro causada pelo microrganismo prevalente, ou seja S. aureus.

In vitro lytic efficiency of Staphylococcus aureus bacteriophages in bacteria from bovine mastitis: a meta-analysis / Eficiência lítica in vitro de bacteriófagos de Staphylococcus aureus em bactérias de mastites bovina: uma meta-análise

Bacteriophages have been investigated as alternative to the treatment of bacterial infections, including bovine mastitis, in production animals. In this meta-analysis, we evaluated in vitro efficiency of phages of Staphylococcus aureus against S. aureus, which is involved in the etiology of bovine mastitis. Seventeen studies were included and the bacterial lytic activity was extracted using proportion analysis. The lytic efficiency of phages was obtained in this meta-analysis using a random-effects model [significant difference (P<0.05)]. Forest plots were used to graphically represent the efficiency of phages on bacterial isolates. Most phages (e.g., CS1, DW2, ΦSA011, ΦSA012, ΦSA022, ΦSA023, ΦSA024, ΦSA025, ΦSA037, ΦSA038, ΦSA039, ΦSA041, ΦSA042, ΦSA043, ΦSA044, MSA6, Ufv-aur2 to Ufv-aur11, SAH-1, SPW, vB_SauM_JS25, SaPh1 to SaPh6, SA, SANF, SA2, ΦSA012, ΦSA039, phi11, phiIPLA88, phiIPLA35, phiIPLA-RODI, phiIPLA-C1C, SAJK-IND, vBSP-A1, vBSP-A2, STA1.ST29, EB1.ST11, EB1.ST27, Remus, and ISP) were efficiently lytics or infected most S. aureus isolates, demonstrating 80% (P<0.05) lytic efficiency. The phages SA, SANF and SA2, also demonstrated lytic activity or infected the non-Staphylococcus aureus and Macrococcus caseolyticus isolates. In this meta-analysis, we compared and demonstrated the in vitro efficiency and host range of S. aureus phages. Additionally, the phages represent an alternative to be researched to treat bovine mastitis in dairy cattle caused by the prevalent microorganism, S. aureus.(AU)

Os bacteriófagos têm sido investigados como alternativa ao tratamento de infecções bacterianas em animais de produção, incluindo a mastite bovina. Nesta meta-análise, avaliamos a eficiência in vitro de fagos de Staphylococcus aureus contra S. aureus envolvidas na etiologia da mastite bovina. Dezessete estudos foram incluídos e a atividade lítica bacteriana foi extraída usando análise de proporção. A eficiência lítica dos fagos foi obtida nesta meta-análise, usando um modelo de efeitos aleatórios (diferença significativa (P <0,05)). Os gráficos de Forest plots foram usados para representar graficamente a eficiência dos fagos em isolados bacterianos. Os fagos avaliados, na sua grande maioria, (por exemplo, CS1, DW2, ΦSA011, ΦSA012, ΦSA022, ΦSA023, ΦSA024, ΦSA025, ΦSA037, ΦSA038, ΦSA039, ΦSA041, ΦSA042, ΦSA043, ΦSAf e U0f, ua04 SPW, vB_SauM_JS25, SaPh1 a SaPh6, SA, SANF, SA2, ΦSA012, ΦSA039, phi11, phiIPLA88, phiIPLA35, phiIPLA-RODI, phiIPLA-C1C, SAJK-IND, vBSP-A1, vBSP-A2, STA1.ST29, EB1.ST11, EB1.ST27, Remus, e ISP) foram eficientemente líticos ou infectaram a maioria dos isolados de S. aureus, demonstrando 80% (P < 0,05) de eficiência lítica. Os fagos SA, SANF e SA2 também demonstraram atividade lítica ou infectaram os isolados Staphylococcus não-aureus e Macrococcus caseolyticus. Nesta meta-análise, comparamos e demonstramos a eficiência in vitro e gama de hospedeiros de fagos de S. aureus. Adicionalmente, os fagos representam uma alternativa a ser pesquisada para o tratamento da mastite bovina em gado leiteiro causada pelo microrganismo prevalente, ou seja S. aureus.(AU)

Virulence, agr groups, antimicrobial resistance and epidemiology of Staphylococcus aureus isolated from bovine subclinical mastitis / Virulência, grupos agr, resistência a antimicrobianos e epidemiologia de isolados de Staphylococcus aureus obtidos de vacas com mastite

Fifty-two Staphylococcus aureus recovered from papillary ostium and milk samples collected from cows with subclinical mastitis and milking environments in three small dairy herds located in southeastern Brazil were subjected to PCR identification based on the thermonuclease (nuc) gene. All the strains were submitted to in vitro antimicrobial susceptibility testing, and we investigated the sequence types (STs), agr groups (I-IV), virulence genes encoding for Microbial Surface Components Recognizing Adhesive Matrix Molecules (MSCRAMMs), biofilm-associated proteins, bi-component toxins, pyrogenic toxin superantigens, and enterotoxins. Screening for oxacillin resistance (2-6 µg/ml oxacillin), beta-lactamase activity assays, and PCR for the mecA/mecC genes detected 26 methicillin-susceptible S. aureus(MSSA) and 26 mec-independent oxacillin-nonsusceptible S. aureus (MIONSA). While MSSA isolates were found to be susceptible to all antimicrobial agents tested, or only resistant to penicillin and ampicillin, MIONSA isolates were multidrug-resistant. ST126-agr group II MSSA isolates were prevalent in milk (n=14) and carried a broad set of virulence genes (clfA, clfB, eno, fnbA, fiB, icaA, icaD, lukED, hla, and hlb), as well as the ST126-agr group II MIONSA isolated from milking liners (n=1), which also carried the eta gene. ST1-agr group III MIONSA isolates (n=4) were found in papillary ostium and milk, but most MIONSA isolates (n=21), which were identified in both papillary ostium and milking liners, were agr-negative and assigned to ST126. The agr-negative and agr group III lineages showed a low potential for virulence. Studies on the characterization of bovine-associated MSSA/MIONSA are essential to reduce S. aureus mastitis to prevent economic losses in dairy production and also to monitor the zoonotic potential of these pathogens associated with invasive infections and treatment failures in healthcare.

Cinquenta e dois isolados de Staphylococcus aureus obtidos de amostras colhidas do óstio papilar, do leite de vacas com mastite subclínica e do ambiente de ordenha em três fazendas de rebanhos leiteiros localizadas no sudeste do Brasil foram identificados por PCR para o gene da termonuclease (nuc). Todos os isolados foram testados para sensibilidade a antimicrobianos e foram investigados os sequence types (STs), grupos agr (I-IV) e genes de virulência que codificam Microbial Surface Components Recognizing Adhesive Matrix Molecules (MSCRAMMs), proteínas associadas a biofilme, toxinas bi-componentes, toxinas pirogênicas com propriedades de superantígenos e enterotoxinas. Triagem para detecção de resistência à oxacilina (2-6 µg/ml oxacilina), ensaios de atividade de enzimas beta-lactamases e PCR para os genes mecA/mecC detectaram 26 estirpes de S. aureus sensíveis à meticilina (methicillin-susceptible S. aureus, MSSA) e 26 estirpes de S. aureus mec-negativas não sensíveis à meticilina (mec-independent oxacillin-nonsusceptible S. aureus, MIONSA). Enquanto os isolados MSSA foram sensíveis a todos os agentes antimicrobianos testados, ou apenas resistentes à penicilina e ampicilina, os isolados MIONSA foram multirresistentes. MSSA ST126-agr grupo II foram prevalentes no leite (n= 14) e apresentaram um amplo conjunto de genes de virulência (clfA, clfB, eno, fnbA, fiB, icaA, icaD, lukED, hla e hlb), assim como o isolado MIONSA ST126-agr grupo II proveniente de um insuflador (n= 1), o qual também apresentou o gene eta. MIONSA ST1-agr grupo III (n= 4) foram identificados no óstio papilar e leite, mas a maioria dos isolados MIONSA (n= 21), encontrados em óstios papilares e insufladores, foram agr-negativos e pertenceram ao ST126. As linhagens agr-negativas e agr grupo III apresentaram baixo potencial de virulência. Estudos sobre a caracterização de MSSA/MIONSA associados a bovinos são essenciais para a redução da mastite causada por S. aureus e de perdas econômicas na produção leiteira e, também, para o monitoramento do potencial zoonótico desses patógenos associados a infecções invasivas e falhas de tratamento em ambientes hospitalares.

Microbiological and molecular detection of Mycoplasma bovis in milk samples from bovine clinical mastitis / Detecção microbiológica e molecular de Mycoplasma bovis em amostras de leite oriundas de mastite clínica bovina

The genus Mycoplasma includes more than 200 bacterial species that cause disease in animals. It is responsible for causing mastitis in bovines and may be related to other manifestations, such as arthritis and pneumonia in calves and heifers. The present study aimed to detect Mycoplasma bovis isolated from milk samples of bovine clinical mastitis, and to compare the isolation rates in two culture media: Hayflick and SP4. An initial screening was performed in order to detect the presence of the class Mollicutes in 1166 milk samples from clinical mastitis by the conventional Polymerase Chain Reaction (PCR) technique. According to the 1166 milk samples evaluated, 8.6% (100/1166) were positive to class Mollicutes. Regarding molecular analyses, 1.1% (13/1166) of conventional PCR for positive M. bovis was obtained and 0.9% (11/1166) in real-time PCR. The results of the microbiological culture of the 100 samples previously screened demonstrated that 6% (6/100) of colony growth have been developed when using the Hayflick medium, and 11% (11/100) when using the SP4 medium (including the positive on Hayflick medium). Concerning the 11 isolates obtained in the microbiological culture, conventional PCR confirmed M. bovis in nine of them, and two cultures were negative. In the phylogenetic analysis of the isolates, all of them were grouped in M. bovis and M. agalactiae clusters. The results confirmed the importance of the presence of M. bovis in the etiology of bovine clinical mastitis and reinforced the need for further studies to elucidate other Mycoplasma species that may be involved in bovine clinical mastitis in Brazil.(AU)

O gênero Mycoplasma inclui mais de 200 espécies que causam doenças nos animais. É responsável por quadros de mastite em bovinos, podendo também estar relacionado à outras manifestações como artrite e pneumonia em bezerros e novilhas. O presente estudo objetivou a detecção de Mycoplasma bovis isolados a partir de amostras de leite de mastite clínica bovina, bem como, a comparação da taxa de isolamento em dois meios de cultura: Hayflick e SP4. Para efeito de triagem amostral, foram avaliadas quanto à presença da classe Mollicutes 1166 amostras de leite de casos de mastite clínica pela técnica de PCR convencional. Das 1166 amostras de leite avaliadas, 8,6% (100/1166) foram positivas à classe. Nas análises moleculares, obteve-se 1,1% (13/1166) de positividade para Mycoplasma bovis na PCR convencional e 0,9% (11/1166) na PCR em tempo real. Os resultados do cultivo microbiológico das 100 amostras triadas previamente demonstraram 6% (6/100) de crescimento de colônias ao se utilizar o meio Hayflick e 11% (11/100) ao se utilizar o meio SP4 (incluindo as positivas ao primeiro). A partir dos 11 isolados obtidos no cultivo microbiológico, a PCR convencional confirmou Mycoplasma bovis em nove deles, e dois foram negativos para o agente. Na análise filogenética dos isolados, todos agruparam no cluster Mycoplasma bovis e Mycoplasma agalactiae. Frente aos resultados, ressalta-se a importância da presença de Mycoplasma bovis na etiologia da mastite clínica bovina e reforça a necessidade de estudos mais aprofundados para a elucidação de outras espécies de micoplasmas que possam estar envolvidas na mastite bovina.(AU)

Detection of icaA, icaD, and bap genes and biofilm production in Staphylococcus aureus and non-aureus staphylococci isolated from subclinical and clinical bovine mastitis / Detecção dos genes icaA, icaD e bap e produção de biofilme por Staphylococcus aureus e estafilococos não-aureus isolados de mastite clínica e subclínica bovina

Algumas espécies de Staphylococcus causam infecções crônicas intramamárias e podem levar à formação de biofilme. No presente estudo, levantou-se a hipótese de que as espécies de Staphylococcus isolados da mastite bovina são capazes de formar biofilme in vitro associado à presença dos genes icaA, icaD ou bap. Um total de 200 isolados de Staphylococcus, sendo 100 Staphylococcus aureus de casos de mastite subclínica e 100 estafilococos não aureus (ENA) de casos de mastite subclínica e clínica, obtidos em duas fazendas leiteiras, no estado de São Paulo, foram avaliados quanto à capacidade de produzir biofilmes in vitro. A presença de icaA, icaD e bap foi confirmada por PCR, e a produção de biofilme em ágar vermelho congo (Congo Red Agar - CRA) e em teste de microplaca (Microtiter Plate - MtP) foi avaliada nos isolados de S. aureus e ENA. Os resultados mostraram a presença dos genes icaA, icaD e bap em S. aureus, mas não em ENA. A produção de biofilme pode estar associada à presença de outros fatores ou genes que estimulam a produção de biofilme in vitro. O ensaio de MtP serve como um modelo quantitativo para o estudo da aderência de espécies de estafilococos associados à mastite bovina.(AU)

Microbiological and molecular detection of Mycoplasma bovis in milk samples from bovine clinical mastitis / Detecção microbiológica e molecular de Mycoplasma bovis em amostras de leite oriundas de mastite clínica bovina

The genus Mycoplasma includes more than 200 bacterial species that cause disease in animals. It is responsible for causing mastitis in bovines and may be related to other manifestations, such as arthritis and pneumonia in calves and heifers. The present study aimed to detect Mycoplasma bovis isolated from milk samples of bovine clinical mastitis, and to compare the isolation rates in two culture media: Hayflick and SP4. An initial screening was performed in order to detect the presence of the class Mollicutes in 1166 milk samples from clinical mastitis by the conventional Polymerase Chain Reaction (PCR) technique. According to the 1166 milk samples evaluated, 8.6% (100/1166) were positive to class Mollicutes. Regarding molecular analyses, 1.1% (13/1166) of conventional PCR for positive M. bovis was obtained and 0.9% (11/1166) in real-time PCR. The results of the microbiological culture of the 100 samples previously screened demonstrated that 6% (6/100) of colony growth have been developed when using the Hayflick medium, and 11% (11/100) when using the SP4 medium (including the positive on Hayflick medium). Concerning the 11 isolates obtained in the microbiological culture, conventional PCR confirmed M. bovis in nine of them, and two cultures were negative. In the phylogenetic analysis of the isolates, all of them were grouped in M. bovis and M. agalactiae clusters. The results confirmed the importance of the presence of M. bovis in the etiology of bovine clinical mastitis and reinforced the need for further studies to elucidate other Mycoplasma species that may be involved in bovine clinical mastitis in Brazil.(AU)

O gênero Mycoplasma inclui mais de 200 espécies que causam doenças nos animais. É responsável por quadros de mastite em bovinos, podendo também estar relacionado à outras manifestações como artrite e pneumonia em bezerros e novilhas. O presente estudo objetivou a detecção de Mycoplasma bovis isolados a partir de amostras de leite de mastite clínica bovina, bem como, a comparação da taxa de isolamento em dois meios de cultura: Hayflick e SP4. Para efeito de triagem amostral, foram avaliadas quanto à presença da classe Mollicutes 1166 amostras de leite de casos de mastite clínica pela técnica de PCR convencional. Das 1166 amostras de leite avaliadas, 8,6% (100/1166) foram positivas à classe. Nas análises moleculares, obteve-se 1,1% (13/1166) de positividade para Mycoplasma bovis na PCR convencional e 0,9% (11/1166) na PCR em tempo real. Os resultados do cultivo microbiológico das 100 amostras triadas previamente demonstraram 6% (6/100) de crescimento de colônias ao se utilizar o meio Hayflick e 11% (11/100) ao se utilizar o meio SP4 (incluindo as positivas ao primeiro). A partir dos 11 isolados obtidos no cultivo microbiológico, a PCR convencional confirmou Mycoplasma bovis em nove deles, e dois foram negativos para o agente. Na análise filogenética dos isolados, todos agruparam no cluster Mycoplasma bovis e Mycoplasma agalactiae. Frente aos resultados, ressalta-se a importância da presença de Mycoplasma bovis na etiologia da mastite clínica bovina e reforça a necessidade de estudos mais aprofundados para a elucidação de outras espécies de micoplasmas que possam estar envolvidas na mastite bovina.(AU)

Detection of icaA, icaD, and bap genes and biofilm production in Staphylococcus aureus and non-aureus staphylococci isolated from subclinical and clinical bovine mastitis / Detecção dos genes icaA, icaD e bap e produção de biofilme por Staphylococcus aureus e estafilococos não-aureus isolados de mastite clínica e subclínica bovina

Algumas espécies de Staphylococcus causam infecções crônicas intramamárias e podem levar à formação de biofilme. No presente estudo, levantou-se a hipótese de que as espécies de Staphylococcus isolados da mastite bovina são capazes de formar biofilme in vitro associado à presença dos genes icaA, icaD ou bap. Um total de 200 isolados de Staphylococcus, sendo 100 Staphylococcus aureus de casos de mastite subclínica e 100 estafilococos não aureus (ENA) de casos de mastite subclínica e clínica, obtidos em duas fazendas leiteiras, no estado de São Paulo, foram avaliados quanto à capacidade de produzir biofilmes in vitro. A presença de icaA, icaD e bap foi confirmada por PCR, e a produção de biofilme em ágar vermelho congo (Congo Red Agar - CRA) e em teste de microplaca (Microtiter Plate - MtP) foi avaliada nos isolados de S. aureus e ENA. Os resultados mostraram a presença dos genes icaA, icaD e bap em S. aureus, mas não em ENA. A produção de biofilme pode estar associada à presença de outros fatores ou genes que estimulam a produção de biofilme in vitro. O ensaio de MtP serve como um modelo quantitativo para o estudo da aderência de espécies de estafilococos associados à mastite bovina.(AU)

Seasonal variation of propolis from southern Brazil: phytochemical screening, antimicrobial activity, and effects on bovine mammary epithelial cells / Variação sazonal da própolis do Sul do Brasil: screening fitoquímico, atividade antimicrobiana e efeitos em células epiteliais mamária bovina

Previous studies have reported on the phytotherapeutic potential of propolis from southern Brazil (Urupema, Santa Catarina State), in particular, its efficacy in the treatment of bovine mastitis. The present study evaluates the effect of seasonal variation on the chemical composition of propolis from southern Brazil and its resultant antimicrobial and cytotoxic activities in the context of treating bovine mastitis. Antimicrobial activity against Staphylococcus aureus was assessed, along with the cytotoxicity and induction of apoptosis in MAC-T bovine mammary epithelial cells. With the exception of spring propolis, the flavonoid quercetin was the main compound present in all samples. The minimum inhibitory concentration (MIC) of propolis against S. aureus from mastitic milk was 140 µg/mL for samples collected during the spring, autumn, and winter seasons, but 280 µg/mL for samples collected in summer. For MAC-T cells, the spring propolis extract was more toxic with an IC50 of 120 µg/mL. However, for 120 µg/mL of spring propolis extract, only 0.77% of necrotic and 37% of apoptotic MAC-T cells were found, respectively. Nonetheless, the induction of cell death through apoptosis by propolis extract suggests less severe damage to bovine mammary glands. Moreover, only negligible seasonal variation was found in the chemical composition of propolis from southern Brazil, and no biological activities were determined to be harmful. Therefore, this propolis shows promise as an alternative to commercial antimicrobials in the control of bovine mastitis, offering support for organic milk production.(AU)

Estudos prévios tem demonstrado o potencial terapêutico da propolis do Sul do Brasil (Urupema, Santa Catarina), em particular no tratamento da mastite bovina. O presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito da variação sazonal sobre a composição química da própolis de Urupema do Sul do Brasil e suas atividades antimicrobiana e citotóxica visando o tratamento da mastite bovina. A atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus foi avaliada, juntamente com a citotoxicidade e indução de apoptose em células epiteliais mamárias bovina da linhagem MAC-T. Com exceção da própolis da primavera, o flavonóide quercetina foi o composto majoritário em todas as amostras. A concentração inibitória mínima (CIM) da propolis contra S. aureus de leite mastítico foi 140 µg/mL para as amostras de primavera, outono e inverno e 280 µg/mL para a amostra coletada no verão. Para as células MAC-T, o extrato de própolis da primavera foi o mais tóxico, sendo a IC50 120 µg/mL. Entretanto, com 120 µg/mL do extrato de própolis primaveril, somente 0,77% de células MAC-T necróticas e 37% apoptóticas foram encontradas. Portanto, a indução da morte celular por apoptose pelo extrato de própolis sugere danos possivelmente menos graves a glândula mamária bovina. Além disso, somente uma pequena variação sazonal foi encontrada para a composição química da propolis do Sul do Brasil, a qual não prejudicou suas atividades biológicas. Portanto, esta própolis mostra como uma alternativa promissora ao uso de antimicrobianos comerciais no controle da mastite bovina e uma opção para subsidiar a produção orgânica de leite.Palavras-chave: Células MAC-T. Mastite bovina. Propolis brasileira. Staphylococcus aureus.(AU)

Seasonal variation of propolis from southern Brazil: phytochemical screening, antimicrobial activity, and effects on bovine mammary epithelial cells / Variação sazonal da própolis do Sul do Brasil: screening fitoquímico, atividade antimicrobiana e efeitos em células epiteliais mamária bovina

Previous studies have reported on the phytotherapeutic potential of propolis from southern Brazil (Urupema, Santa Catarina State), in particular, its efficacy in the treatment of bovine mastitis. The present study evaluates the effect of seasonal variation on the chemical composition of propolis from southern Brazil and its resultant antimicrobial and cytotoxic activities in the context of treating bovine mastitis. Antimicrobial activity against Staphylococcus aureus was assessed, along with the cytotoxicity and induction of apoptosis in MAC-T bovine mammary epithelial cells. With the exception of spring propolis, the flavonoid quercetin was the main compound present in all samples. The minimum inhibitory concentration (MIC) of propolis against S. aureus from mastitic milk was 140 µg/mL for samples collected during the spring, autumn, and winter seasons, but 280 µg/mL for samples collected in summer. For MAC-T cells, the spring propolis extract was more toxic with an IC50 of 120 µg/mL. However, for 120 µg/mL of spring propolis extract, only 0.77% of necrotic and 37% of apoptotic MAC-T cells were found, respectively. Nonetheless, the induction of cell death through apoptosis by propolis extract suggests less severe damage to bovine mammary glands. Moreover, only negligible seasonal variation was found in the chemical composition of propolis from southern Brazil, and no biological activities were determined to be harmful. Therefore, this propolis shows promise as an alternative to commercial antimicrobials in the control of bovine mastitis, offering support for organic milk production.(AU)

Estudos prévios tem demonstrado o potencial terapêutico da propolis do Sul do Brasil (Urupema, Santa Catarina), em particular no tratamento da mastite bovina. O presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito da variação sazonal sobre a composição química da própolis de Urupema do Sul do Brasil e suas atividades antimicrobiana e citotóxica visando o tratamento da mastite bovina. A atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus foi avaliada, juntamente com a citotoxicidade e indução de apoptose em células epiteliais mamárias bovina da linhagem MAC-T. Com exceção da própolis da primavera, o flavonóide quercetina foi o composto majoritário em todas as amostras. A concentração inibitória mínima (CIM) da propolis contra S. aureus de leite mastítico foi 140 µg/mL para as amostras de primavera, outono e inverno e 280 µg/mL para a amostra coletada no verão. Para as células MAC-T, o extrato de própolis da primavera foi o mais tóxico, sendo a IC50 120 µg/mL. Entretanto, com 120 µg/mL do extrato de própolis primaveril, somente 0,77% de células MAC-T necróticas e 37% apoptóticas foram encontradas. Portanto, a indução da morte celular por apoptose pelo extrato de própolis sugere danos possivelmente menos graves a glândula mamária bovina. Além disso, somente uma pequena variação sazonal foi encontrada para a composição química da propolis do Sul do Brasil, a qual não prejudicou suas atividades biológicas. Portanto, esta própolis mostra como uma alternativa promissora ao uso de antimicrobianos comerciais no controle da mastite bovina e uma opção para subsidiar a produção orgânica de leite.Palavras-chave: Células MAC-T. Mastite bovina. Propolis brasileira. Staphylococcus aureus.(AU)

Seasonal variation of propolis from southern Brazil: / Variação sazonal da própolis do Sul do Brasil:

Previous studies have reported on the phytotherapeutic potential of propolis from southern Brazil (Urupema, Santa Catarina State), in particular, its efficacy in the treatment of bovine mastitis. The present study evaluates the effect of seasonal variation on the chemical composition of propolis from southern Brazil and its resultant antimicrobial and cytotoxic activities in the context of treating bovine mastitis. Antimicrobial activity against Staphylococcus aureus was assessed, along with the cytotoxicity and induction of apoptosis in MAC-T bovine mammary epithelial cells. With the exception of spring propolis, the flavonoid quercetin was the main compound present in all samples. The minimum inhibitory concentration (MIC) of propolis against S. aureus from mastitic milk was 140 g/mL for samples collected during the spring, autumn, and winter seasons, but 280 g/mL for samples collected in summer. For MAC-T cells, the spring propolis extract was more toxic with an IC50 of 120 g/mL. However, for 120 g/mL of spring propolis extract, only 0.77% of necrotic and 37% of apoptotic MAC-T cells were found, respectively. Nonetheless, the induction of cell deaththrough apoptosis by propolis extract suggests less severe damage to bovine mammary glands. Moreover, only negligible seasonal variation was found in the chemical composition of propolis from southern Brazil, and no biological

Estudos prévios tem demonstrado o potencial terapêutico da propolis do Sul do Brasil (Urupema, Santa Catarina), em particular no tratamento da mastite bovina. O presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito da variação sazonal sobre a composição química da própolis de Urupema do Sul do Brasil e suas atividades antimicrobiana e citotóxica visando o tratamento da mastite bovina. A atividade antimicrobiana contra Staphylococcus aureus foi avaliada, juntamente com a citotoxicidade e indução de apoptose em células epiteliais mamárias bovina da linhagem MAC-T. Com exceção da própolis da primavera, o flavonóide quercetina foi o composto majoritário em todas as amostras. A concentração inibitória mínima (CIM) da propolis contra S. aureus de leite mastítico foi 140 g/mL para as amostras de primavera, outono e inverno e 280 g/mL para a amostra coletada no verão. Para as células MAC-T, o extrato de própolis da primavera foio mais tóxico, sendo a IC50 120 g/mL. Entretanto, com 120 g/mL do extrato de própolis primaveril, somente 0,77% de células MAC-T necróticas e 37% apoptóticas foram encontradas. Portanto, a indução da morte celular por apoptose pelo extrato de própolis sugere danos possivelmente menos graves a glândula mamária bovina. Além disso, somente uma pequena variação sazonal foi encontrada para a composição química da propolis do Sul do Brasil, a qual não prejudicou suas

Biofilm formation by Prototheca zopfii isolated from clinical and subclinical bovine mastitis in distinct growth conditions under different dyes / Formação de biofilme por Prototheca zopfii isolados de mastite bovina clínica e subclínica em distintas condições de crescimento sob diferentes corantes

Prototheca spp. have been reported as an emergent environmental mastitis pathogen in several countries. Biofilm formation is a significant factor associated with different degrees of virulence developed by many microorganisms, including Prototheca spp. The present study aimed to compare two growth conditions and two staining dyes to determine which combination was more appropriate to evaluate qualitatively and quantitatively the production of biofilm by P. zopfii. Biofilm formation was evaluated in polystyrene microplates under static and dynamic growth conditions and staining with crystal violet or cotton blue dye. All P. zopfii isolates from cows with mastitis were classified as biofilm-producers in all growth conditions and staining. The cotton blue dye proved to be more appropriate method to classify the intensity of P. zopfii biofilm production.(AU)

Prototheca spp. tem sido relatado como um patógeno ambiental causador de mastite bovina em vários países. A formação de biofilme é um fator associado a diferentes graus de virulência desenvolvidos por muitos microrganismos, incluindo Prototheca zopfii. O presente estudo teve como objetivo comparar duas condições de crescimento e dois corantes para determinar a combinação mais adequada para avaliar qualitativa e quantitativamente a produção de biofilme por P. zopfii. A formação de biofilme foi avaliada em microplacas de poliestireno sob condições estáticas e dinâmicas de crescimento e coloração com cristal violeta ou azul de algodão. Todos os isolados de P. zopfii de vacas com mastite foram caracterizados como produtores de biofilme, independentemente das condições de crescimento e coloração. O corante azul de algodão demonstrou ser o método mais adequado para classificar a intensidade de produção de biofilme de P. zopfii.(AU)

Etioligia de las mastitis: participación de microorganismos de la clase Mollicutes / Etiology of mastitis: participation of mocroorganisms of the class Mollicutes / Etiologia das mastites: pesquisa de micro-organismos da classe Mollicutes

La mastitis es la principal afección del ganado destinado a la producción lechera, que pesa el productor y la industria láctea. En el primer caso por la pérdida en cuanto a la producción, y en el segundo por el menor rendimiento industrial de los derivados lácteos. Es una enfermedad multifactorial, de múltiple etiología, incluyendo microorganismos como bacterias, virus, hongos, levaduras y algas. Entre los microorganismos bacterianos se destacan los estafilococos coagulosa-positivos (SCP) y la negativa (SCN), siendo el principal Staphylococcus aureus y varias especies de SCN, todas caracterizadas como contagiosas, además de Corynebacterium bovis. Con una elevada contagiosidad se tiene Mycoplasma spp., Con destaque para M. bovis importante patógeno en otros países, sin embargo, menos estudiado en Brasil. El objetivo del presente estudio fue evaluar la presencia de bacterias de la clase Mollicutes, en muestras de leche bovina con mastitis clínica, a partir de técnicas moleculares. De las 170 muestras de leche evaluadas, procedentes de cuatro propiedades lecheras de pequeño porte de la región de Botucatu, no fue posible detectar la presencia de Mollicutes.(AU)

Mastitis is the main disease of livestock destined for dairy production, which affects the dairy producer and the dairy industry. In the first case the loss of production, and the second because of the lower industrial yield of dairy products. It is a multifactorial, multiple etiology, including microorganisms such as bacteria, viruses, fungi, yeasts and algae. Staphylococcus aureus and several species of SCN, all characterized as contagious, in addition to Corynebacterium bovis, are prominent among bacterial microorganisms (SCP) and negative (SCN) staphylococci. Mycoplasma spp. Is highly contagious, with M. bovis being an important pathogen in other countries, but less studied in Brazil. The objective of the present study was to evaluate the presence of bacteria of the class Mollicutesin samples of bovine milk with clinical mastitis, based on molecular techniques. Of the 170 milk samples evaluated, from four small dairy farms in the Botucatu region, it was not possible to detect the presence of Mollicutes.(AU)

A mastite é a principal afecção do gado destinado à produção leiteira, que onera o produtor e a indústria de laticínios. No primeiro caso pela perda quanto a produção, e no segundo pelo menor rendimento industrial dos derivados lácteos. É uma enfermidade multifatorial, de múltipla etiologia, incluindo micro-organismos como bactérias, vírus, fungos, leveduras e algas. Entre os micro-organismos bacterianos ganham destaque os estafilococos coagulase-positivas (SCP) e negativa (SCN), sendo o principal Staphylococcus aureus e várias espécies de SCN, todas caracterizadas como contagiosos, além de Corynebacterium bovis. Com elevada contagiosidade tem-se Mycoplasma spp., com destaque para M. bovis importante patógeno em outros países, entretanto, menos estudado no Brasil. O objetivo do presente estudo foi avaliar a presença de bactérias da classe Mollicutes, em amostras de leite bovino com mastite clinica, a partir de técnicas moleculares. Das 170 amostras de leite avaliadas, procedentes de quatro propriedades leiteiras de pequeno porte da região de Botucatu, não foi possível detectar a presença de Mollicutes.(AU)