Stx1 and Stx2 subtyping and antimicrobial resistance in Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) isolates from cattle and sheep feces in the Southeastern region of the State of Goiás, Brazil / Subtipagem de Stx1 e Stx2 e resistência antimicrobiana em isolados de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga (STEC) de fezes de bovinos e ovinos na região sudeste de Goiás, Brasil

The present study was aimed at subtyping of Stx1 and Stx2 genes and characterization of antimicrobial resistance in 106 Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strains isolated from cattle and sheep feces. PCR was used to determine the subtypes, and the disk-diffusion method was used to evaluate the antimicrobial resistance. Ten antibiotics from five different classes were tested. Among the isolates of bovine origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2d) were identified. In isolates of sheep origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2 g) were identified. The results obtained suggest the presence of high diversity in Stx1 and Stx2 genes. Further, 96.6% (57/59) of bovine fecal strains and 89.4% (42/47) of sheep fecal strains showed resistance to at least one tested antibiotic. In both animal species, most strains were multidrug-resistant (MDR) (67.8% in cattle and 59.6% in sheep), with no significant difference between host animals. Adult animals were eight times more likely to have STEC with greater pathogenic potential. STEC with the highest pathogenic potential were three times more likely to be multidrug-resistant than STEC with the lowest pathogenic potential. The data reported in this study suggests the occurrence of strains with high potential pathogenicity in the region studied. Therefore, the ruminants of this region are carriers of strains that can cause infections in humans.(AU)

O presente estudo teve como objetivo subtipar os genes Stx1 e Stx2 e caracterizar a resistência antimicrobiana em 106 isolados de Escherichia coli produtoras de toxinas Shiga (STEC) isoladas de fezes de bovinos e ovinos. A PCR foi utilizada para determinar os subtipos e o método de difusão em disco foi utilizado para avaliar a resistência antimicrobiana. Dez antibióticos de cinco classes diferentes foram testados. Entre os isolados de origem bovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2d). Nos isolados de origem ovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2g). Os resultados obtidos sugerem a presença de alta variabilidade nos genes Stx1 e Stx2. Além disso, 96,6% (57/59) dos isolados fecais de bovinos e 89,4% (42/47) dos isolados de ovinos mostraram resistência a pelo menos um antibiótico testado. Em ambas as espécies animais, a maioria das cepas foi multirresistente (MDR) (67,8% em bovinos e 59,6% em ovinos), sem diferença significativa entre as espécies animais do reservatório. Os animais adultos tiveram oito vezes mais chances de apresentar STEC com maior potencial patogênico. STEC com o maior potencial patogênico teve três vezes mais chances de ser multirresistente do que o STEC com o menor potencial patogênico. Os dados relatados neste estudo sugerem a ocorrência de cepas com alto potencial de patogenicidade na região estudada. Portanto, os ruminantes dessa região são hospedeiros de isolados que podem causar infecções em humanos.(AU)

Stx1 and Stx2 subtyping and antimicrobial resistance in Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) isolates from cattle and sheep feces in the Southeastern region of the State of Goiás, Brazil / Subtipagem de Stx1 e Stx2 e resistência antimicrobiana em isolados de Escherichia coli produtoras de toxina Shiga (STEC) de fezes de bovinos e ovinos na região sudeste de Goiás, Brasil

The present study was aimed at subtyping of Stx1 and Stx2 genes and characterization of antimicrobial resistance in 106 Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strains isolated from cattle and sheep feces. PCR was used to determine the subtypes, and the disk-diffusion method was used to evaluate the antimicrobial resistance. Ten antibiotics from five different classes were tested. Among the isolates of bovine origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2d) were identified. In isolates of sheep origin, two subtypes of Stx1 (Stx1a and Stx1c), and four subtypes of Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c, and Stx2 g) were identified. The results obtained suggest the presence of high diversity in Stx1 and Stx2 genes. Further, 96.6% (57/59) of bovine fecal strains and 89.4% (42/47) of sheep fecal strains showed resistance to at least one tested antibiotic. In both animal species, most strains were multidrug-resistant (MDR) (67.8% in cattle and 59.6% in sheep), with no significant difference between host animals. Adult animals were eight times more likely to have STEC with greater pathogenic potential. STEC with the highest pathogenic potential were three times more likely to be multidrug-resistant than STEC with the lowest pathogenic potential. The data reported in this study suggests the occurrence of strains with high potential pathogenicity in the region studied. Therefore, the ruminants of this region are carriers of strains that can cause infections in humans.(AU)

O presente estudo teve como objetivo subtipar os genes Stx1 e Stx2 e caracterizar a resistência antimicrobiana em 106 isolados de Escherichia coli produtoras de toxinas Shiga (STEC) isoladas de fezes de bovinos e ovinos. A PCR foi utilizada para determinar os subtipos e o método de difusão em disco foi utilizado para avaliar a resistência antimicrobiana. Dez antibióticos de cinco classes diferentes foram testados. Entre os isolados de origem bovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2d). Nos isolados de origem ovina, foram identificados dois subtipos de Stx1 (Stx1a e Stx1c) e quatro subtipos de Stx2 (Stx2a, Stx2b, Stx2c e Stx2g). Os resultados obtidos sugerem a presença de alta variabilidade nos genes Stx1 e Stx2. Além disso, 96,6% (57/59) dos isolados fecais de bovinos e 89,4% (42/47) dos isolados de ovinos mostraram resistência a pelo menos um antibiótico testado. Em ambas as espécies animais, a maioria das cepas foi multirresistente (MDR) (67,8% em bovinos e 59,6% em ovinos), sem diferença significativa entre as espécies animais do reservatório. Os animais adultos tiveram oito vezes mais chances de apresentar STEC com maior potencial patogênico. STEC com o maior potencial patogênico teve três vezes mais chances de ser multirresistente do que o STEC com o menor potencial patogênico. Os dados relatados neste estudo sugerem a ocorrência de cepas com alto potencial de patogenicidade na região estudada. Portanto, os ruminantes dessa região são hospedeiros de isolados que podem causar infecções em humanos.(AU)

Detection of the mcr-1 gene in Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains isolated from broilers / Detecção do gene mcr-1 em estirpes de Escherichia coli Enteropatogênicas (EPEC) e Shigatoxigênicas (STEC) isoladas de frangos de corte

Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains are among the major pathotypes found in poultry and their products, which are capable of causing human enteric infections. Colistin has been claimed the drug of choice against diseases caused by multidrug-resistant Gram-negative bacteria (MDRGN) in humans. The mcr-1 gene was the first plasmidial gene that has been described to be responsible for colistin resistance and has also been detected in birds and poultry products. Our study aimed to detect the mcr-1 gene in enteropathogenic strains of E. coli in order to evaluate the resistance to colistin in broilers. The material was obtained from 240 cloacal samples and 60 broiler carcasses. The strains were isolated by the conventional bacteriological method and by the virulence genes, which characterize the enteropathogenic strains and resistance, and the samples were detected by polymerase chain reaction (PCR). Of the 213 isolated strains of E. coli, 57 (26.76%) were characterized as atypical EPEC and 35 (16.43%) as STEC. The mcr-1 gene was found in 3.5% (2/57) of the EPEC strains and 5.7% (2/35) of the STEC strains. In this study, it was possible to confirm that the mcr-1 resistance gene is already circulating in the broiler flocks studied and may be associated with the pathogenic strains.(AU)

Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC) e Shigatoxigênica (STEC) estão entres os principais patotipos encontrados em aves e produtos avícolas que são capazes de causar doença entérica no homem. A colistina tem sido preconizada como droga de escolha para o tratamento de doenças causadas por bactérias Gram-negativas multirresistentes em humanos. O gene mcr-1 foi o primeiro gene plasmidial a ser descrito como responsável pela resistência a colistina e tem sido descrito em aves e produtos avícolas. Este estudo tem como objetivo a detecção do gene mcr-1 em estirpes de E. coli enteropatogênicas a fim de avaliar a resistência a colistina em frangos de corte. O material foi obtido a partir de 240 amostras cloacais e 60 carcaças de frango de corte. As estirpes foram isoladas pelo método bacteriológico convencional e os genes de virulência, que caracterizam as estirpes enteropatogênicas, e resistência foram detectados pela reação em cadeia pela polimerase (PCR). Das 213 estirpes de E. coli isoladas, 57 (26,76%) foram caracterizadas como EPEC atípica e 35 (16,43%) como STEC. O gene mcr-1 foi encontrado em 3,5% (2/57) das estirpes EPEC e 5,7% (2/35) das estirpes STEC. Neste estudo foi possível confirmar que o gene de resistência mcr-1 já está em circulação nos lotes de frango de corte estudados e pode estar associado às estirpes patogênicas.(AU)

Detection of the mcr-1 gene in Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains isolated from broilers / Detecção do gene mcr-1 em estirpes de Escherichia coli Enteropatogênicas (EPEC) e Shigatoxigênicas (STEC) isoladas de frangos de corte

Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shigatoxigenic E. coli (STEC) strains are among the major pathotypes found in poultry and their products, which are capable of causing human enteric infections. Colistin has been claimed the drug of choice against diseases caused by multidrug-resistant Gram-negative bacteria (MDRGN) in humans. The mcr-1 gene was the first plasmidial gene that has been described to be responsible for colistin resistance and has also been detected in birds and poultry products. Our study aimed to detect the mcr-1 gene in enteropathogenic strains of E. coli in order to evaluate the resistance to colistin in broilers. The material was obtained from 240 cloacal samples and 60 broiler carcasses. The strains were isolated by the conventional bacteriological method and by the virulence genes, which characterize the enteropathogenic strains and resistance, and the samples were detected by polymerase chain reaction (PCR). Of the 213 isolated strains of E. coli, 57 (26.76%) were characterized as atypical EPEC and 35 (16.43%) as STEC. The mcr-1 gene was found in 3.5% (2/57) of the EPEC strains and 5.7% (2/35) of the STEC strains. In this study, it was possible to confirm that the mcr-1 resistance gene is already circulating in the broiler flocks studied and may be associated with the pathogenic strains.(AU)

Escherichia coli Enteropatogênica (EPEC) e Shigatoxigênica (STEC) estão entres os principais patotipos encontrados em aves e produtos avícolas que são capazes de causar doença entérica no homem. A colistina tem sido preconizada como droga de escolha para o tratamento de doenças causadas por bactérias Gram-negativas multirresistentes em humanos. O gene mcr-1 foi o primeiro gene plasmidial a ser descrito como responsável pela resistência a colistina e tem sido descrito em aves e produtos avícolas. Este estudo tem como objetivo a detecção do gene mcr-1 em estirpes de E. coli enteropatogênicas a fim de avaliar a resistência a colistina em frangos de corte. O material foi obtido a partir de 240 amostras cloacais e 60 carcaças de frango de corte. As estirpes foram isoladas pelo método bacteriológico convencional e os genes de virulência, que caracterizam as estirpes enteropatogênicas, e resistência foram detectados pela reação em cadeia pela polimerase (PCR). Das 213 estirpes de E. coli isoladas, 57 (26,76%) foram caracterizadas como EPEC atípica e 35 (16,43%) como STEC. O gene mcr-1 foi encontrado em 3,5% (2/57) das estirpes EPEC e 5,7% (2/35) das estirpes STEC. Neste estudo foi possível confirmar que o gene de resistência mcr-1 já está em circulação nos lotes de frango de corte estudados e pode estar associado às estirpes patogênicas.(AU)

Resistência antimicrobiana e caracterização molecular do grupo filogenético de STEC e EPEC típicas e atípicas isoladas de queijos Minas Frescal clandestinos / Antimicrobial resistance and molecular characterization of the phylogenetic group of STEC and EPEC typical and atypical isolated from clandestines Minas Frescal cheeses

Esse estudo avaliou a resistência antimicrobiana e o grupo filogenético de Escherichia coli enteropatogênicas (EPEC) e produtoras de toxina shiga-like (STEC) em 10 amostras de queijos Minas Frescal clandestinos. A média da contagem de E. coli foi de 1,1 x 105 UFC/g. Duas (1,8%) das 111 cepas foram identificadas como EPEC (gene eaeA) sendo uma EPEC típica (gene bfpA) e outra atípica. Outras três (2,7%) foram identificadas como STEC (gene stx2). A t-EPEC foi resistente à estreptomicina e a a-EPEC à cefoxitina e ampicilina. Uma STEC foi considerada multirresistente (ampicilina, estreptomicina e tetraciclina), outra resistente à tetraciclina e outra sensível. A presença de t-EPEC, juntamente com o predomínio de cepas do grupo filogenético A (60%), confirmam a possível origem fecal humana dos isolados de E. coli nos queijos clandestinos.(AU)

Resistência antimicrobiana e caracterização molecular do grupo filogenético de STEC e EPEC típicas e atípicas isoladas de queijos Minas Frescal clandestinos / Antimicrobial resistance and molecular characterization of the phylogenetic group of STEC and EPEC typical and atypical isolated from clandestines Minas Frescal cheeses

Esse estudo avaliou a resistência antimicrobiana e o grupo filogenético de Escherichia coli enteropatogênicas (EPEC) e produtoras de toxina shiga-like (STEC) em 10 amostras de queijos Minas Frescal clandestinos. A média da contagem de E. coli foi de 1,1 x 105 UFC/g. Duas (1,8%) das 111 cepas foram identificadas como EPEC (gene eaeA) sendo uma EPEC típica (gene bfpA) e outra atípica. Outras três (2,7%) foram identificadas como STEC (gene stx2). A t-EPEC foi resistente à estreptomicina e a a-EPEC à cefoxitina e ampicilina. Uma STEC foi considerada multirresistente (ampicilina, estreptomicina e tetraciclina), outra resistente à tetraciclina e outra sensível. A presença de t-EPEC, juntamente com o predomínio de cepas do grupo filogenético A (60%), confirmam a possível origem fecal humana dos isolados de E. coli nos queijos clandestinos.

Genes encoding Shiga toxin and the intimin receptor detected in faecal samples collected from wild canids

Background: Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shiga toxin-producing E. coli (STEC) are diarrheagenic E.coli that can cause disease in humans. The pathotype EPEC leads to the attaching and effacing lesion, causing damage tothe microvilli following to diarrhea. STEC pathotypes produces cytotoxins, which in humans are responsible for hemorrhagic colitis or hemolytic uremic syndrome. Animals are the reservoirs of these pathotypes, especially ruminants. However,other animal’s species can be associated as carriers of EPEC and STEC strains. The aim of this study was to analyze wildcanid crab-eating fox (Cerdocyon thous) as potential natural carriers of STEC and EPEC E. coli.Materials, Methods & Results: Seven fecal samples were analyzed from the crab-eating fox of free-living, captured in aperi-urban area. Samples were collected from the rectal ampulla, and the animals were clinic evaluated, being consideredhealthy at the captured moment. The feces were inoculated on medium MacConkey agar, and then the plates were incubated at 37°C for 24 h. All colony forming units (CFU) were collected by plate washing with ultrapure water (2 mL) andposterior freezing at -20°C. The total bacterial DNA from the CFU collected was extracted, followed by PCR assay tosearch for three genes: stx1, stx2 (responsible for the synthesis of the Shiga toxin) and tir, which encodes the translocatedintimin receptor, related to the A/E lesion formation. Three samples were detected as positive, being one animal detected ascarrier of the stx2 gene (STEC strain), while two animals were identified as carrier of the tir gene (EPEC strains).The stx1gene was not identified on the samples. Also, in the samples, only the presence of one gene studied at a time was observed.Therefore, we have found out that the crab-eating fox...

Genes encoding Shiga toxin and the intimin receptor detected in faecal samples collected from wild canids

Background: Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and Shiga toxin-producing E. coli (STEC) are diarrheagenic E.coli that can cause disease in humans. The pathotype EPEC leads to the attaching and effacing lesion, causing damage tothe microvilli following to diarrhea. STEC pathotypes produces cytotoxins, which in humans are responsible for hemorrhagic colitis or hemolytic uremic syndrome. Animals are the reservoirs of these pathotypes, especially ruminants. However,other animals species can be associated as carriers of EPEC and STEC strains. The aim of this study was to analyze wildcanid crab-eating fox (Cerdocyon thous) as potential natural carriers of STEC and EPEC E. coli.Materials, Methods & Results: Seven fecal samples were analyzed from the crab-eating fox of free-living, captured in aperi-urban area. Samples were collected from the rectal ampulla, and the animals were clinic evaluated, being consideredhealthy at the captured moment. The feces were inoculated on medium MacConkey agar, and then the plates were incubated at 37°C for 24 h. All colony forming units (CFU) were collected by plate washing with ultrapure water (2 mL) andposterior freezing at -20°C. The total bacterial DNA from the CFU collected was extracted, followed by PCR assay tosearch for three genes: stx1, stx2 (responsible for the synthesis of the Shiga toxin) and tir, which encodes the translocatedintimin receptor, related to the A/E lesion formation. Three samples were detected as positive, being one animal detected ascarrier of the stx2 gene (STEC strain), while two animals were identified as carrier of the tir gene (EPEC strains).The stx1gene was not identified on the samples. Also, in the samples, only the presence of one gene studied at a time was observed.Therefore, we have found out that the crab-eating fox...(AU)

Effects of sugarcane juice addition on the population dynamics of Escherichia coli and the presence of Shiga-toxigenic E. coli during the anaerobic codigestion of dairy cattle manure / Efeito da adição de caldo de cana-de-açúcar na dinâmica da população de Escherichia coli e presença de E. coli shigatoxigênicas durante a codigestão anaeróbia de dejetos bovinos leiteiros

The objective of this study was to evaluate the effects of the addition of sugarcane juice on the population dynamics of Escherichia coli and the presence of Shiga-toxigenic E. coli (STEC) during the anaerobic codigestion of dairy cattle manure. For the overall analyses at the end of a hydraulic retention time of 90 days, ten two-liter batch-type biodigesters were divided into two treatment groups: biodigester containing manure and water (MW) and the biodigester containing manure, water and sugarcane juice (MSC). For monitoring the population dynamics and presence of microorganisms, pH, and volatile acidity, tests were carried out every ten days, on 36 smaller-scale batch biodigesters made of one-liter plastic bottles (18 for each treatment). The reductions in E. coli population over time were significant in the MW (60 days) and MSC (20 days) biodigesters. Inactivation of STEC occurred in a shorter period (40 days in MW and 10 days in MSC). Significant differences were obtained between the two treatments, with the pH values being lower, the concentrations of volatile acids (VA) being higher, and the inactivation of E. coli and STEC being faster in the biodigester with sugarcane juice added. The amount of sugarcane juice applied (7%) suggests its suitability for the sanitization of dairy cattle manure for use as a biofertilizer, given the high reduction in the E. coli population and inactivation of STEC.(AU)

O estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição de caldo de cana-de-açúcar sobre a dinâmica da população de Escherichia coli e presença de E. coli shigatogixênicas (STEC) no processo de codigestão anaeróbia de dejetos de bovinos leiteiros. Foram utilizados dez biodigestores bateladas divididos em dois tratamentos, dejeto sem caldo de cana-de-açúcar (DSC) e dejeto com caldo (DCC), com tempo de retenção hidráulica (TRH) de 90 dias. Para o monitoramento periódico da dinâmica da população E. coli e presença de E. coli shigatoxigenicas, do pH e da acidez volátil, realizados a cada dez dias, foram abastecidos mais 36 biodigestores bateladas, construídos de garrafas de material plástico de um litro, sendo 18 unidades para cada tratamento. A redução das populações de E. coli no decorrer do tempo foi significativa no DSC (60 dias) e no DCC (20 dias). A inativação de E. coli shigatoxigênicas ocorreu em um período mais curto, 40 dias no DSC e menos de 10 dias no DCC. Foram obtidas diferenças significativas entre os tratamentos para os valores de pH, que foram menores, e as concentrações de ácidos voláteis, que foram maiores, com adição de caldo e contribuíram para a inativação mais rápida da E. coli e STEC. A dose de caldo de cana-de-açúcar utilizada (7%) sugere a adequada sanitização do dejeto bovino leiteiro, tendo em vista a alta redução na população de E. coli e a inativação de STEC.(AU)

Effects of sugarcane juice addition on the population dynamics of Escherichia coli and the presence of Shiga-toxigenic E. coli during the anaerobic codigestion of dairy cattle manure / Efeito da adição de caldo de cana-de-açúcar na dinâmica da população de Escherichia coli e presença de E. coli shigatoxigênicas durante a codigestão anaeróbia de dejetos bovinos leiteiros

The objective of this study was to evaluate the effects of the addition of sugarcane juice on the population dynamics of Escherichia coli and the presence of Shiga-toxigenic E. coli (STEC) during the anaerobic codigestion of dairy cattle manure. For the overall analyses at the end of a hydraulic retention time of 90 days, ten two-liter batch-type biodigesters were divided into two treatment groups: biodigester containing manure and water (MW) and the biodigester containing manure, water and sugarcane juice (MSC). For monitoring the population dynamics and presence of microorganisms, pH, and volatile acidity, tests were carried out every ten days, on 36 smaller-scale batch biodigesters made of one-liter plastic bottles (18 for each treatment). The reductions in E. coli population over time were significant in the MW (60 days) and MSC (20 days) biodigesters. Inactivation of STEC occurred in a shorter period (40 days in MW and 10 days in MSC). Significant differences were obtained between the two treatments, with the pH values being lower, the concentrations of volatile acids (VA) being higher, and the inactivation of E. coli and STEC being faster in the biodigester with sugarcane juice added. The amount of sugarcane juice applied (7%) suggests its suitability for the sanitization of dairy cattle manure for use as a biofertilizer, given the high reduction in the E. coli population and inactivation of STEC.

O estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição de caldo de cana-de-açúcar sobre a dinâmica da população de Escherichia coli e presença de E. coli shigatogixênicas (STEC) no processo de codigestão anaeróbia de dejetos de bovinos leiteiros. Foram utilizados dez biodigestores bateladas divididos em dois tratamentos, dejeto sem caldo de cana-de-açúcar (DSC) e dejeto com caldo (DCC), com tempo de retenção hidráulica (TRH) de 90 dias. Para o monitoramento periódico da dinâmica da população E. coli e presença de E. coli shigatoxigenicas, do pH e da acidez volátil, realizados a cada dez dias, foram abastecidos mais 36 biodigestores bateladas, construídos de garrafas de material plástico de um litro, sendo 18 unidades para cada tratamento. A redução das populações de E. coli no decorrer do tempo foi significativa no DSC (60 dias) e no DCC (20 dias). A inativação de E. coli shigatoxigênicas ocorreu em um período mais curto, 40 dias no DSC e menos de 10 dias no DCC. Foram obtidas diferenças significativas entre os tratamentos para os valores de pH, que foram menores, e as concentrações de ácidos voláteis, que foram maiores, com adição de caldo e contribuíram para a inativação mais rápida da E. coli e STEC. A dose de caldo de cana-de-açúcar utilizada (7%) sugere a adequada sanitização do dejeto bovino leiteiro, tendo em vista a alta redução na população de E. coli e a inativação de STEC.