Commercial mastitis vaccines - effects on mastitis rates and somatic cell counts in Saanen goats

Background: Staphylococcus spp. are the most frequently isolated microorganisms in mastitis cases of small ruminants. The virulence factors of Staphylococcus spp. are critical in the treatment. Therefore, preventive medicine and mastitis control programs, especially herd vaccinations are of great importance in the prevention of mastitis. However, it is not always easy to obtain these vaccines under field conditions. This study, it was aimed to compare the effects of different commercial Staphylococcus spp. vaccines licensed for bovines and species-specific mastitis vaccines on mastitis rates and somatic cell count (SCC) on Saanen goats on field conditions. Materials, Methods & Results: The animal material consisted of 115 (230 udder halves) nulliparous Saanen goats. Goats were randomly grouped as bovine vaccine 1 (BV1 , n = 58), bovine vaccine 2 (BV2 , n = 58), small ruminant vaccine (SRV, n = 56), and control (n = 56). Vaccines were administered to goats in 2 doses according to the label regimen. First milk samples were collected between 0-5 days in milk (DIM) for microbiological analysis and 25-35 DIM for SCC. The other milk samples were collected at 25-35 (1st month) DIM, 60-65 (2nd month) DIM, 85-95 (3rd month) DIM, 115-125 (4th month) DIM, 145-155 (5th month) DIM for microbiological analysis and SCC. Non-aureus staphylococci (NAS) and Staphylococcus aureus were the most frequently isolated microorganism. It was found that the total mastitis rate decreased in vaccine groups compared to the control group. A significant difference was found only in the BV2 and SRV groups. The significant difference in S. aureus infection was found only in the SRV group. Mastitis vaccines used in this study decreased the NAS mastitis rate, but no significant difference was observed. It was found that the clinical mastitis incidence decreased in all vaccine groups compared to the control group, and a significant difference was found between the BV2 and SRV groups compared to the control group (P < 0.05). Somatic cell count was lower in the SRV and BV2 groups compared to the control group (P < 0.05). Discussion: In this study, compatible with the previous reports NAS and S. aureus were the most frequently isolated microorganism. The diversity of virulence factors of Staphylococcus spp. also plays an important role in its high incidence. In some countries, mastitis vaccines used in cows are also administered to small ruminants for reducing infection rates. Similarly, in this study, it was found that the mastitis rate decreased in all vaccine groups compared to the control group. A significant difference was found only in the BV2 and SRV groups. It is thought that the reason for the statistical difference may be due to the biofilm antigen in the BV2 and SRV. In addition, J5 strain in the BV2 is estimated to be effective in reducing the prevalence of gram-negative mastitis. It was observed that the infection rates decreased in the vaccine groups, especially due to S. aureus and NAS. Spontaneous treatment rates were very close to each other between the groups. The reason for the high rate of spontaneous treatment in this study can be explained by the fact that the animals were young and in their 1st lactation. SCC was lower in all vaccine groups compared to the control group. This situation is associated with the decrease in infection rates related to the use of vaccines. It was observed that SCC was lower in the vaccine groups. In addition, SCC was found to be lower in this study compared to similar studies. However, it is evident that the use of species-specific vaccines in the SRV group significantly reduced the rates of total S. aureus mastitis, subclinical NAS mastitis, and new infections by NAS compared to other vaccines. Furthermore, the species-specific vaccine significantly increased the rate of spontaneous treatment for S. aureus mastitis.

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)

Gangrenous mastitis in sheep caused by multidrug-resistant Staphylococcus haemolyticus / Mastite gangrenosa em ovinos causada por Staphylococcus haemolyticus multirresistente

Mastitis is a multifactorial disease and considered one of the most critical problems in the dairy industry worldwide. The condition is characterized by reduced milk and several abnormalities in the mammary gland. This study aimed to report an outbreak of gangrenous mastitis caused by multidrug-resistant Staphylococcus haemolyticus in a Santa Inês sheep herd. Eighteen sheep were affected, and five of them with severe clinical pictures were examined. The clinical and pathological picture were variable and characterized by apathy, anorexia, emaciation, opaque and brittle hair, apparent and congested episcleral vessels, and hyperthermia. These ewes had enlarged, firm, and painful mammary glands. Macroscopically, these lesions consisted of severe gangrenous mastitis, and microscopically, the primary lesions consisted of necrosis, thrombosis, and fibrosis of the mammary parenchyma. Milk samples from one of the five severely affected ewes were collected and cultured under aerobic or microaerophilic incubation at 37°C for 24 hours on sheep blood agar. The obtained colonies were then submitted to MALDI-TOF for speciation. The colonies were also submitted to an antimicrobial susceptibility test, genotyping of virulence factors and resistance genes were also performed. The isolates showed antimicrobial multiresistance since they were resistant to seven out of 13 tested antibiotics. The isolates were also positive for two staphylococcal enterotoxigenic genes (sec and see) and fibronectin-binding protein B (fnbB).(AU)

A mastite é uma doença multifatorial e é considerada um dos problemas mais importantes na indústria de laticínios no mundo todo. A condição é caracterizada pela redução de leite e várias anormalidades na glândula mamária. O objetivo deste estudo foi relatar um surto de mastite gangrenosa causada por Staphylococcus haemolyticus multirresistente em um rebanho ovino Santa Inês. Dezoito ovelhas foram afetadas e cinco delas com quadro clínico severo foram examinadas. O quadro clínico-patológico era variável quanto a severidade e consistia em apatia, anorexia, magreza, pelos opacos e quebradiços e vasos episclerais aparentes e ingurgitados. As ovelhas apresentavam glândulas aumentadas, firmes e dolorosas. Macroscopicamente, as principais lesões consistiam em mastite gangrenosa e microscopicamente havia necrose do parênquima glandular, trombose e fibrose. Amostras de leite de uma das cinco ovelhas severamente afetadas foram coletadas e cultivadas sob incubação aeróbica ou microaerofílica a 37°C por 24 horas em ágar sangue de ovelha. As colônias obtidas foram então submetidas ao MALDI-TOF para especiação. Além disso, as colônias foram submetidas a um teste de suscetibilidade antimicrobiana e foi realizada a genotipagem de fatores de virulência e genes de resistência. Os isolados apresentaram multirresistência antimicrobiana por serem resistentes a sete dos 13 antibióticos testados. Os isolados também foram positivos para dois genes enterotoxigênicos estafilocócicos (sec e see) e proteína B de ligação à fibronectina (fnbB).(AU)

Gangrenous mastitis in sheep caused by multidrug-resistant Staphylococcus haemolyticus / Mastite gangrenosa em ovinos causada por Staphylococcus haemolyticus multirresistente

Mastitis is a multifactorial disease and considered one of the most critical problems in the dairy industry worldwide. The condition is characterized by reduced milk and several abnormalities in the mammary gland. This study aimed to report an outbreak of gangrenous mastitis caused by multidrug-resistant Staphylococcus haemolyticus in a Santa Inês sheep herd. Eighteen sheep were affected, and five of them with severe clinical pictures were examined. The clinical and pathological picture were variable and characterized by apathy, anorexia, emaciation, opaque and brittle hair, apparent and congested episcleral vessels, and hyperthermia. These ewes had enlarged, firm, and painful mammary glands. Macroscopically, these lesions consisted of severe gangrenous mastitis, and microscopically, the primary lesions consisted of necrosis, thrombosis, and fibrosis of the mammary parenchyma. Milk samples from one of the five severely affected ewes were collected and cultured under aerobic or microaerophilic incubation at 37°C for 24 hours on sheep blood agar. The obtained colonies were then submitted to MALDI-TOF for speciation. The colonies were also submitted to an antimicrobial susceptibility test, genotyping of virulence factors and resistance genes were also performed. The isolates showed antimicrobial multiresistance since they were resistant to seven out of 13 tested antibiotics. The isolates were also positive for two staphylococcal enterotoxigenic genes (sec and see) and fibronectin-binding protein B (fnbB).(AU)

A mastite é uma doença multifatorial e é considerada um dos problemas mais importantes na indústria de laticínios no mundo todo. A condição é caracterizada pela redução de leite e várias anormalidades na glândula mamária. O objetivo deste estudo foi relatar um surto de mastite gangrenosa causada por Staphylococcus haemolyticus multirresistente em um rebanho ovino Santa Inês. Dezoito ovelhas foram afetadas e cinco delas com quadro clínico severo foram examinadas. O quadro clínico-patológico era variável quanto a severidade e consistia em apatia, anorexia, magreza, pelos opacos e quebradiços e vasos episclerais aparentes e ingurgitados. As ovelhas apresentavam glândulas aumentadas, firmes e dolorosas. Macroscopicamente, as principais lesões consistiam em mastite gangrenosa e microscopicamente havia necrose do parênquima glandular, trombose e fibrose. Amostras de leite de uma das cinco ovelhas severamente afetadas foram coletadas e cultivadas sob incubação aeróbica ou microaerofílica a 37°C por 24 horas em ágar sangue de ovelha. As colônias obtidas foram então submetidas ao MALDI-TOF para especiação. Além disso, as colônias foram submetidas a um teste de suscetibilidade antimicrobiana e foi realizada a genotipagem de fatores de virulência e genes de resistência. Os isolados apresentaram multirresistência antimicrobiana por serem resistentes a sete dos 13 antibióticos testados. Os isolados também foram positivos para dois genes enterotoxigênicos estafilocócicos (sec e see) e proteína B de ligação à fibronectina (fnbB).(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)

Avaliação da resposta imune celular de ovelhas ao desafio por Staphylococcus spp.

Objetivou-se neste estudo desafiar leucócitos polimorfonucleares (PMNL) sanguíneos de ovelhas com espécies de Staphylococcus (S. aureus,S. haemolyticus,S. chromogenes,S. simulans,S. xylosus,S. sciuri eS. devriesi)isolados de diferentes nichos ecológicos de ovelhas. Para isso, foi coletado sangue de 14 ovelhas da Raça Santa Inês (7 primíparas e 7 multíparas) e 14 ovelhas da raça Lacaune (7 primíparas e 7 multíparas). Avaliamos a viabilidade, a produção intracelular de espécie reativa de oxigênio (ERO) dos PMNL, e a capacidade de resistir à fagocitose opsonizada e não opsonizada dos diferentes isolados deStaphylococcusspp. por citometria de fluxo. Inicialmente observamos as possíveis diferenças na viabilidade, nas respostas fagocíticas e na produção intracelular de espécies reativas de oxigênio por PMNL sanguíneos de ovelhas Santa Inês e Lacaune, primíparas e multíparas, desafiados com um isolado de Staphylococcus aureus. Posteriormente, avaliamos o comportamento de escape das defesas imunes dos isolados de estafilococos aureus e não aureus, considerando a fagocitose e a inibição da produção de ERO por PMNL do sangue de ovelhas da raça Santa Inês. Observamos maior intensidade de fagocitose de S. aureus por PMNL de ovelhas multíparas e nenhum efeito da paridade sobre a funcionalidade dos PMNL sanguíneos foi encontrado. O comportamento de fagocitose foi diferente entre as raças Santa Inês e Lacaune e a opsonização de S. aureus mediada por anticorpos foi associada a uma menor intensidade de fagocitose por ovelhas primíparas. Os PMNL de ovelhas Lacaune levaram a maior média geométrica de intensidade da fluorescência (GMFI) da produção de ERO intracelular quando estimulados com S. aureus, sugerindo que uma maior atividade microbicida e/ou inflamação poderia ser desencadeada nessas ovelhas. Nossos resultados mostram que ovelhas multíparas fagocitaram mais que as primíparas e que fagocitaram mais Staphylococcus não aureus (SNA) do que S. aureus. Entre os isolados de SNA, Staphylococcus chromogenes foi o que apresentou maior média geométrica da intensidade de fluorescência (GMFI) de fagocitose. Todas as espécies, exceto S. devriesi apresentaram maior porcentagem de fagocitose opsonizada do que não opsonizada. Pela primeira vez, demonstramos que ovelhas multíparas fagocitaram mais que ovelhas prímiparas, além de observarmos maior intensidade de fagocitose de S. chromogenes por PMNLs de ovelhas. Dessa forma, nosso estudo fornece novos insights sobre a funcionalidade dos PMNLs em ovelhas primíparas e multíparas, o que poderia afetar sua saúde, junto a outras possíveis variáveis como manejo e condições sanitárias do rebanho.

The aim of this study was to challenge blood polymorphonuclear leukocytes (PMNL) from sheep with Staphylococcus species (S. aureus, S. haemolyticus, S. chromogenes, S. simulans, S. xylosus, S. sciuri eS. Devriesi) isolated from different ecological niches of sheep. For this, blood was collected from 14 Santa Inês sheep (7 primiparous and 7 multiparous) and 14 Lacaune sheep (7 primiparous and 7 multiparous). We evaluated the viability, the intracellular production of reactive oxygen species (ROS) of PMNL, and the ability to resist opsonized and nonopsonized phagocytosis of the different Staphylococcusspp isolates. by flow cytometry. Initially, we observed the possible differences in viability, phagocytic responses and intracellular production of reactive oxygen species by blood PMNL from Santa Inês and Lacaune sheep, primiparous and multiparous, challenged with a Staphylococcus aureus isolate. Subsequently, we evaluated the escape behavior of the immune defenses of aureus and non-aureus staphylococcus isolates, considering phagocytosis and the inhibition of ROS production by PMNL from the blood of Santa Inês sheep.We observed a higher intensity of phagocytosis of S. aureus by PMNL from multiparous ewes and no effect of parity on the functionality of blood PMNL was found. The phagocytosis behavior was different between the Santa Inês and Lacaune breeds and the antibody mediated S. aureus opsonization was associated with a lower intensity of phagocytosis by primiparous sheep. The PMNL of Lacaune ewes led to the highest geometric mean fluorescence intensity (GMFI) of intracellular ROS production when stimulated with S. aureus, suggesting that greater microbicidal activity and / or inflammation could be triggered in these ewes. Our results show that multiparous sheep phagocytized more than primiparous ewes and that phagocytized more non-aureus Staphylococcus (ANS) than S. aureus. Among SNA isolates, Staphylococcus chromogenes was the one with the highest geometric mean fluorescence intensity (GMFI) of phagocytosis. All species, except S. devriesi, presented a higher percentage of opsonized phagocytosis than non-opsonized. For the first time, we demonstrated that multiparous ewes phagocytosed more than primiparous ewes, in addition to observing a higher intensity of phagocytosis of S. chromogenes by sheep PMNLs. Thus, our study provides new insights into the functionality of PMNLs in primiparous and multiparous ewes, which could affect their health, along with other possible variables such as herd management and health conditions.