Caracterização genotípica e fenotípica de isolados de Escherichia coli oriundos de animais de produção

Escherichia coli apresenta grande plasticidade genética, e possui a capacidade de colonizar diferentes nichos, causando infecções entéricas e extraentéricas. O presente estudo objetivou caracterizar genotípica e fenotipicamente isolados de E. coli oriundos de animais de produção (bovinos, ovinos, equinos e aves). A análise genotípica consistiu de classificação em grupos filogenéticos; pesquisa de fatores de virulência, como fímbrias (F4, F5, F6, F18 e F41) e toxinas (LT, STa, STb e STx2), e curli (csgA) e celulose (bcsA) para os isolados associados à mastite bovina e fezes de bezerros com e sem diarreia; além da pesquisa de 29 genes relacionados à virulência do patotipo APEC (E. coli patogênica aviária) em dois isolados extraintestinais de E. coli associados a um surto de colisepticemia em aves. A análise fenotípica foi composta pela expressão de curli e celulose e formação de biofilme in vitro nos isolados de E. coli de mastite bovina e de fezes de bezerros com e sem diarreia; e ainda teste de susceptibilidade aos antimicrobianos em todos os isolados, com avaliação da produção de beta-lactamases de espectro estendido (ESBL) para os isolados associados à mastite bovina. A classificação filogenética dos isolados de E. coli possibilitou verificar a maior predominância de filo-grupos comensais. A proporção de filo-grupos foi a seguinte: (i) mastite bovina: A (50%), B1 (30%), B2 (3,3%), C (6,7%), D (3,3%) e F (6,7%); (ii) fezes de bezerros sem diarreia: B1 (83,3%), E (10%) e desconhecidos (6,7%); (iii) fezes diarreicas de bezerros: B1 (70%), B2 (3,33%), C (3,33%), D (3,33%), E (13,33%) e desconhecidos (6,7%); (iv) subpopulações de E. coli de bezerros sem diarreia: B1 (93,3%), B2 (20%) e E (46,7%); (v) subpopulações de E. coli de bezerros diarreicos: A (6,7%), B1 (80%), D (33,3%) e E (40%); (vi) fezes de potros : A (4,62%), B1 (50,77%), C (15,38%), E (21,54%), F (1,54%) e desconhecidos (6,15%); (vii) fezes de cordeiros : A (6,15%), B1 (81,54%), C (10,77%) e E (1,54%); e (viii) isolados extraintestinais de E. coli de aves: A (100%). Quanto à presença de fímbrias e toxinas, os isolados de mastite bovina foram negativos para esses fatores, não havendo relação com isolados clínicos intestinais. Os isolados de E. coli de fezes de bezerros apresentaram resultados variáveis: (i) sem diarreia: presença de toxinas STb (66,7%), LT (56,7%) e STa (33,3%) e ausência de fímbrias; (ii) diarreicos: toxinas LT (23,3%), STa (3,3%), STb (3,3%) e STx2 (3,3%) e fímbrias F5 (16,7 %) e F18 (13,3%). As frequências dos genes csgA e bcsA foram: (i) isolados E. coli oriundos de mastite bovina: 48% e 34% respectivamente; (ii) isolados oriundos de fezes de bezerros sem diarreia: 96,7% e 83,3% e (iii) isolados associados à diarreia: 90% para ambos os genes. Em relação aos isolados de E. coli extraintestinais oriundos de septicemia em ave, ambos apresentaram diversos fatores de virulência associados ao patotipo APEC, divergindo em adesinas: hrlA/hek; invasinas: gimB; sistemas de aquisição de ferro: sitD ep. e fyuA; toxinas: sat e hlyA, caracterizando uma coinfecção. A formação de biofilme in vitro foi observada em 10% dos isolados associados à mastite, sendo que a expressão de curli e celulose também foi verificada nesses isolados. Entre os isolados de bezerros sem diarreia, 83,3% expressaram curli e celulose, e entre os isolados de bezerros diarreicos 100% de expressão. Entre os isolados intestinais, a formação de biofilme foi verificada em um único isolado oriundo de bezerros sem diarreia. Resistência aos antimicrobianos foi observada em isolados de todas as espécies animais neste estudo, destacando-se os isolados de mastite bovina, que apresentaram maior resistência à tetraciclina (46%) e ampicilina (40%), com 24% de isolados multirresistentes e 10% ESBL, e os isolados associados a diarreias em bezerros, os quais apresentaram maior resistência à tetraciclina (63,3%), ampicilina (50%), estreptomicina (50%) e sulfonamida (46,7%), sendo 53,3% multirresistentes. Os isolados de E. coli avaliados no presente estudo apresentaram taxas de resistência que acompanham tendências mundiais, fortemente associado ao uso não racional de antimicrobianos na produção animal.

Escherichia coli is a component of intestinal microbiota of animals and humans, with ability to colonize different niches, causing enteric and extra-enteric infections. Presents genetic plasticity through by acquisition and loss of genes, resulting in genotypic and phenotypic differences among them. Genotypic and phenotypic characterization of E. coli isolates from farm animals (cattle, sheep, horses and broilers) was performed. The genotypic analysis was composed by phylogenetic classification; search for virulence factors fimbriae (F4, F5, F6, F18 and F41) and toxins (LT, STa, STb and STx2), curli (csgA) and cellulose (bcsA) from isolates associated with bovine mastitis and feces of calves with and without diarrhea; besides the research of 29 genes related to the virulence of APEC pathotype (avian pathogenic E. coli) on two extraintestinal E. coli isolates from an avian colisepticemia outbreak. Phenotypic analysis was performed by curli and cellulose expression and biofilm formation of E. coli isolates from bovine mastitis and feces of calves with and without diarrhea; and antimicrobial susceptibility testing in all isolates, with evaluation of extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) in isolates from bovine mastitis. The majority of E. coli isolates belonged commensal phylo-groups: (i) bovine mastitis: A (50%), B1 (30%), B2 (3.3%), C (6.7%), D (3.3%) and F (6.7%); (ii) feces of calves without diarrhea: B1 (83.3%), E (10%) and unknown (6.7%); (iii) feces of diarrheic calves: B1 (70%), B2 (3.33%), C (3.33%), D (3.33%), E (13.33%) and unknown (6.7%); (iv) E. coli subpopulations of calves without diarrhea: B1 (93.3%), B2 (20%) and E (46.7%); (v) E. coli subpopulations of diarrheic calves: A (6.7%), B1 (80%), D (33.3%) and E (40%); (vi) feces of foals: A (4.62%), B1 (50.77%), C (15.38%), E (21.54%), F (1.54%) and unknown (6.15%); (vii) feces of lambs: A (6.15%), B1 (81.54%), C (10.77%) and E (1.54%); (viii) extraintestinal E. coli isolates: A (100%). No isolates from bovine mastitis were positive for fimbriae and toxins, unrelated to intestinal clinical isolates. E. coli isolates from calves feces presented variable results: (i) without diarrhea: STb (66.7%), LT (56.7%) and STa (33.3%) toxins and no fimbriae; (ii) diarrheic: LT (23.3%), STa (3.3%), STb (3.3%) and STx2 (3.3%) toxins and F5 (16.7 %) and F18 (13.3%) fimbriae. The frequencies of csgA and bcsA genes were: (i) E. coli isolates from bovine mastitis: 48% and 34%, respectively; (ii) isolates from feces of calves without diarrhea: 96.7% and 83.3%, respectively; and (iii) isolates associated with diarrhea: 90% for both genes. The extraintestinal E. coli isolates from avian colisepticemia outbreak, presented several virulence factors important for Avian Pathogenic E. coli (APEC) related to adhesion (fimH, papC, mat), invasion (tia), iron acquisition system (iroN) and serum resistance (iss, ompA, traT), but divergence in others (adhesin: hrlA/hek; invasin: gimB; iron acquisition system: sitD ep. and fyuA; toxins: sat and hylA) characterizing an coinfection. In vitro biofilm formation was observed in 10% of the isolates from bovine mastitis, and curli and cellulose expression was verified in these isolates. Among the isolates from calves without diarrhea, curli and cellulose was expressed in 83.3%, and among isolates of diarrheal calves, there was 100% expression. Biofilm formation was verified in a single isolate from calves without diarrhea. Host factors may be to influence gene expression important for this mechanism. Antimicrobial resistance was observed in isolates from all animal species of this study, with emphasis to bovine mastitis isolates, which showed greater resistance to tetracycline (46%) and ampicillin (40%), with 24% and 10% multidrug resistant and ESBL isolates, respectively; and isolates from diarrhea in calves, with greater resistance to tetracycline (63,3%), ampicillin (50%), streptomycin (50%) and sulfonamide (46,7%), with 53,3% multidrug resistant isolates. The resistance rates of E. coli isolates in the present study following global trends, associated with the careless use of antimicrobials in animal production

SUSCEPTIBILIDADE ANTIMICROBIANA DE AMOSTRAS DE ESCHERICHIA COLI ISOLADAS DE FRANGO INDUSTRIAL (GALLUS GALLUS DOMESTICUS - LINNAEUS, 1758) COM COLIBACILOSE

ABSTRACT The present study evaluated the susceptibility of Escherichia coli samples isolated from poultry with colisepticemia in midwestern São Paulo State at the Ornitopathology Laboratory of FMVZ-UNESP/Botucatu, SP. A large number of samples were found that were multi-resistant to the antibiotics tested, the less effective drugs being sulfonamide and tetracycline. All samples were susceptible to norfloxacin and gentamicin.

RESUMO O presente estudo avaliou a susceptibilidade de amostras de Escherichia coli isoladas de quadros de colissepticemia aviária da região centro-oeste paulista pelo Laboratório de Ornitopatologia da FMVZ-UNESP/Botucatu, SP. Constatou-se um grande número de amostras multirresistentes aos antibióticos testados, onde as drogas menos efetivas foram sulfonamida e tetraciclina. Todas as amostras mostraram-se sensíveis a norfloxacina e gentamicina.

Susceptibilidade antimicrobiana de amostras de Escherichia coli isoladas de frango industrial (Gallus gallus domesticus - Linnaeus, 1758) com colibacilose / Antimicrobial susceptibility of samples of Escherichia coli isolated from industrial chickens (Gallus gallus domesticus - Linnaeus, 1758) with colibacillosis

O presente estudo avaliou a susceptibilidade de amostras de Escherichia coli isoladas de quadros de colissepticemia aviária da região centro-oeste paulista pelo Laboratório de Ornitopatologia da FMVZ-UNESP/Botucatu, SP. Constatou-se um grande número de amostras multirresistentes aos antibióticos testados, onde as drogas menos efetivas foram sulfonamida e tetraciclina. Todas as amostras mostraram-se sensíveis a norfloxacina e gentamicina.

The present study evaluated the susceptibility of Escherichia coli samples isolated from poultry with colisepticemia in midwestern São Paulo State at the Ornitopathology Laboratory of FMVZ-UNESP/Botucatu, SP. A large number of samples were found that were multi-resistant to the antibiotics tested, the less effective drugs being sulfonamide and tetracycline. All samples were susceptible to norfloxacin and gentamicin.

Colisepticemia em Papagaio verdadeiro ("Amazona aestiva") - Relato de Caso

Colibacilose é o termo comumente empregado para designar as infecções por Escherichia coli nos animais, sendo a colisepticemia um dos quadros causados por esta. Durante muito tempo a E. coli foi considerada um microrganismo não patogênico, porém alguns sorogrupos começaram a ser associado com diversas patologias no homem e nos animais domésticos. O presente artigo relata a ocorrência de colisepticemia em um Papagaio verdadeiro (Amazona aestiva) atendido no Laboratório de Ornitopatologia do Hospital Veterinário da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade Estadual Paulista (FMVZ-UNESP), campus Botucatu-SP, Brasil.

Outbreak of colisepticemia in commercial layers in chicken farms in Pernambuco / Surto de colisepticemia em poedeiras comerciais provenientes de granjas do estado de Pernambuco

The objective of this study was to record the occurrence of various outbreaks of coli septicemia in commercial layers in chicken farms in Pernambuco. The clinical symptoms shown were apathy, cyanotic comb and swollen head. Necropsy findings were the formation of caseous bodies in the ovary together with fracturing of the follicle into the peritoneal cavity provoking fibrinous peritonitis and eggs, with soft shells, loose in the cavity. The liver, air sacks and kidneys showed suggestive alterations of septicemia. Fragments of damaged organs were cultured in Levine agar and 5 pure samples of Escherichia coli were isolated and invasion tested. For the evaluation of the invasion test the samples were seeded in MacConkey agar with the addition of Congo Red. For the in vivo pathogenicity test, the samples positive to Congo Red were inoculated into the air sacks of day-old chicks. The outbreaks of colisepticemia observed on the various commercial egg producing farms in Pernambuco were caused by invasive samples of Escherichia coli. This was characterized by the clinical findings, pathology and laboratory tests. Due to the heavy losses in the properties in the study and the resistance of the isolated samples to antibiotics commonly used in the avian industry that the adoption of strict sanitary and hygienic methods is recommended and should be followed by the control of the disease and

Objetivou-se com este estudo relatar a ocorrência de vários surtos de coliseptice-mia em poedeiras comerciais provenientes de granjas do Estado de Pernambuco. Os sintomas clínicos apresentados pelas aves foram: apatia, cristas cianóticas e cabeça inchada. À necropsia observou-se formação de massa caseosa no ovário com rompimento folicular para a cavidade peritoneal provocando um quadro de peritonite fibrinosa, ocorrendo ainda ovos de casca fina soltos na cavidade. O fíga-do, sacos aéreos e rins apresentavam alterações sugestivas de septicemia. Os fragmentos dos órgãos lesados foram cultivados em ágar Levine, isolando-se cinco amostras puras de Escherichia coli que foram submetidas ao teste de invasibilidade. Para a avaliação da invasibilidade, as amostras foram semeadas em ágar MacConkey acrescido de Vermelho Congo. Para o teste de patogenicidade in vivo, as amostras positivas ao Vermelho Congo foram inoculadas no saco aéreo de pintos com 1 dia de idade. Os surtos de colisepticemia observados em várias granjas de postura comercial no Estado de Pernambuco foram causados por amostras invasivas de Escherichia coli caracterizadas pelos achados clínicos, anátomo-patológicos e testes laboratoriais. Devido a grande perda gerada nas propriedades estudadas, e a resistência das amostras isoladas frente aos antibióticos comumente utilizados na avicultura industrial, recomenda-se a adoção

Colibacillosis in wild birds / Colibacilose em aves silvestres

Escherichia coli is a Gram-negative microorganism, belonging to the Enterobacteriaceae family, being ubiquitous in the environment and as part of the autochtonous intestinal flora in several mammals and some bird species. The term colibacillosis refers to any systemic or localized infection caused by avian pathogenic E.coli (APEC). In exotic and wild birds, the E. coli is considered as a secondary pathogen and the manifestations depend on the infection route and the cronicily of the infectious process, being mainly characterized by enteritis, colisepticaemia, chronic respiratory disease, salpingitis and coligranuloma. The isolation of Gram-negative bacteria in psittacines and frugivorous/granivorous passerines remains a question of great controversy in avian medicine, and there is not a common sense about the actual necessity of therapy with antibiotics.

A Escherichia coli e um microrganismo Gram-negativo pertencente a família Enterobacteriaceae, sendo onipresente no ambiente e parte da microbiota autóctone intestinal em muitos mamíferos e em algumas espécies de aves. O termo colibacilose aviaria refere-se a qualquer infecção sistêmica ou localizada causada par E.coli patogênicas para aves (APEC). Em aves ornamentais e silvestres a E. coli e considerada um pat6geno secundário e as manifestações dependem da porta de entrada do agente e cronicidade do processo infeccioso, podendo causar enterite, colisepticemia, doença respiratória crônica, salpingites e coligranulomas. O isolamento de E. coli em psitacídeos e passeriformes frugívoros/granívoros continua sendo uma questão de grande controvérsia na medicina aviaria, não havendo consenso sobre a necessidade de antibioticoterapia.

Colisepticemia em Papagaio verdadeiro ("Amazona aestiva") - Relato de Caso

Colibacilose é o termo comumente empregado para designar as infecções por Escherichia coli nos animais, sendo a colisepticemia um dos quadros causados por esta. Durante muito tempo a E. coli foi considerada um microrganismo não patogênico, porém alguns sorogrupos começaram a ser associado com diversas patologias no homem e nos animais domésticos. O presente artigo relata a ocorrência de colisepticemia em um Papagaio verdadeiro (Amazona aestiva) atendido no Laboratório de Ornitopatologia do Hospital Veterinário da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade Estadual Paulista (FMVZ-UNESP), campus Botucatu-SP, Brasil.

Outbreak of colisepticemia in commercial layers in chicken farms in Pernambuco / Surto de colisepticemia em poedeiras comerciais provenientes de granjas do estado de Pernambuco

The objective of this study was to record the occurrence of various outbreaks of coli septicemia in commercial layers in chicken farms in Pernambuco. The clinical symptoms shown were apathy, cyanotic comb and swollen head. Necropsy findings were the formation of caseous bodies in the ovary together with fracturing of the follicle into the peritoneal cavity provoking fibrinous peritonitis and eggs, with soft shells, loose in the cavity. The liver, air sacks and kidneys showed suggestive alterations of septicemia. Fragments of damaged organs were cultured in Levine agar and 5 pure samples of Escherichia coli were isolated and invasion tested. For the evaluation of the invasion test the samples were seeded in MacConkey agar with the addition of Congo Red. For the in vivo pathogenicity test, the samples positive to Congo Red were inoculated into the air sacks of day-old chicks. The outbreaks of colisepticemia observed on the various commercial egg producing farms in Pernambuco were caused by invasive samples of Escherichia coli. This was characterized by the clinical findings, pathology and laboratory tests. Due to the heavy losses in the properties in the study and the resistance of the isolated samples to antibiotics commonly used in the avian industry that the adoption of strict sanitary and hygienic methods is recommended and should be followed by the control of the disease and

Objetivou-se com este estudo relatar a ocorrência de vários surtos de coliseptice-mia em poedeiras comerciais provenientes de granjas do Estado de Pernambuco. Os sintomas clínicos apresentados pelas aves foram: apatia, cristas cianóticas e cabeça inchada. À necropsia observou-se formação de massa caseosa no ovário com rompimento folicular para a cavidade peritoneal provocando um quadro de peritonite fibrinosa, ocorrendo ainda ovos de casca fina soltos na cavidade. O fíga-do, sacos aéreos e rins apresentavam alterações sugestivas de septicemia. Os fragmentos dos órgãos lesados foram cultivados em ágar Levine, isolando-se cinco amostras puras de Escherichia coli que foram submetidas ao teste de invasibilidade. Para a avaliação da invasibilidade, as amostras foram semeadas em ágar MacConkey acrescido de Vermelho Congo. Para o teste de patogenicidade in vivo, as amostras positivas ao Vermelho Congo foram inoculadas no saco aéreo de pintos com 1 dia de idade. Os surtos de colisepticemia observados em várias granjas de postura comercial no Estado de Pernambuco foram causados por amostras invasivas de Escherichia coli caracterizadas pelos achados clínicos, anátomo-patológicos e testes laboratoriais. Devido a grande perda gerada nas propriedades estudadas, e a resistência das amostras isoladas frente aos antibióticos comumente utilizados na avicultura industrial, recomenda-se a adoção

Colibacillosis in wild birds / Colibacilose em aves silvestres

Escherichia coli is a Gram-negative microorganism, belonging to the Enterobacteriaceae family, being ubiquitous in the environment and as part of the autochtonous intestinal flora in several mammals and some bird species. The term colibacillosis refers to any systemic or localized infection caused by avian pathogenic E.coli (APEC). In exotic and wild birds, the E. coli is considered as a secondary pathogen and the manifestations depend on the infection route and the cronicily of the infectious process, being mainly characterized by enteritis, colisepticaemia, chronic respiratory disease, salpingitis and coligranuloma. The isolation of Gram-negative bacteria in psittacines and frugivorous/granivorous passerines remains a question of great controversy in avian medicine, and there is not a common sense about the actual necessity of therapy with antibiotics.

A Escherichia coli e um microrganismo Gram-negativo pertencente a família Enterobacteriaceae, sendo onipresente no ambiente e parte da microbiota autóctone intestinal em muitos mamíferos e em algumas espécies de aves. O termo colibacilose aviaria refere-se a qualquer infecção sistêmica ou localizada causada par E.coli patogênicas para aves (APEC). Em aves ornamentais e silvestres a E. coli e considerada um pat6geno secundário e as manifestações dependem da porta de entrada do agente e cronicidade do processo infeccioso, podendo causar enterite, colisepticemia, doença respiratória crônica, salpingites e coligranulomas. O isolamento de E. coli em psitacídeos e passeriformes frugívoros/granívoros continua sendo uma questão de grande controvérsia na medicina aviaria, não havendo consenso sobre a necessidade de antibioticoterapia.