Susceptibilidade antimicrobiana e detecção de genes relacionados à virulência de Escherichia coli isolada em insumos alimentares utilizados na avicultura

RESUMO

A contaminação da alimentação animal por organismos patogênicos é uma preocupação crescente visto que esta etapa é o início da cadeia de um dos principais segmentos que é a pecuária para alimentação humana. Este estudo teve como objetivo verificar a presença de Escherichia coli em insumos utilizados na alimentação de aves, bem como analisar a susceptibilidade a diferentes classes de antimicrobianos e a presença genes de virulência nestes isolados. Um total de 320 insumos alimentares para aves (farinhas de origem animal n=252, farelos vegetais n=31 e rações n=37) provenientes de cinco empresas do Rio Grande do Sul foram analisados quanto à presença de E. coli. Os isolados foram avaliados quanto à susceptibilidade a 19 antimicrobianos pelo método de disco difusão; e quanto à presença de genes de virulência de E. coli patogênica aviária (iroN, ompT, hlyF, iss e iutA) e de E. coli Diarreiogênica (elt, ipaH, ehxA, eaeA, stx1 e 2, aggR, aap e AAprobe). As amostras positivas para os genes de virulência foram classificadas filogeneticamente. A presença de E.coli foi encontrada em 33/252 (13,09%) das amostras de farinhas de origem animal; em 13/31 (41,94%) das amostras de farelos vegetais e em 3/37(8,11%) das amostras de rações. Foram isoladas 115 amostras de E. coli de farinhas de origem animal, 33 de farelos vegetais e 12 de rações. Dos isolados de farinha de origem animal, dois apresentaram apenas um gene (iutA ou iss), três apresentaram dois genes (iroN e iss) e cinco o gene elt, sendo classificados como E. coli enterotoxigênica (ETEC termo lábil). Um isolado de farinha de carne bovina apresentou quatro dos cinco genes de APEC (iroN, ompT, hlyF e iutA) e o gene eaeA, sendo classificado como E. coli enteropatogênica (EPEC atípica). Dos isolados de ração, dois também apresentaram o gene elt. Os isolados das amostras de farelos vegetais não apresentaram nenhum dos genes de virulência avaliados. Pela classificação filogenética os isolados com fatores de virulência pertencem aos grupos A e B1. Isolados das rações foram resistentes a um maior número antimicrobianos em relação aos isolados das farinhas animais e dos farelos. Entretanto, altos valores de resistência foram observados nos isolados de todos os insumos para os antimicrobianos sulfonamida (60% nas farinhas de origem animal, 75,75% nos farelos vegetais e 33,33% nas rações); cefazolina (64% nas farinhas de origem animal, 81,81% nos farelos vegetais e 41,66% nas rações) e ampicilina (16,52% nas farinhas de origem animal, 33,33% nos farelos vegetais e 58,33% nas rações). Isolados com perfil multirresistente, com resistência a três ou mais classes de antimicrobianos, também foram encontrados em todos os insumos. Os resultados encontrados neste trabalho destacam o potencial risco à segurança de alimentos que são a base da nutrição avícola. E. coli possui natureza ubíqua e pode ser agente patogênico intestinal e extraintestinal, além de servir como reservatório de genes de virulência e apresentar resistência aos antimicrobianos utilizados para os animais e para o homem. Parâmetros de contaminação para E. coli nos insumos alimentares para animais devem ser estabelecidos como estratégia de controle.

ABSTRACT

Microbiological contamination of animal feed by pathogenic organisms is a growing concern since this is the beginning of the chain of one of the main segments that are livestock for human consumption. The aim of our study was to analyze the frequency of antimicrobial susceptibility and virulence genes among E. coli strains isolated from food ingredients and animal feed used in poultry production. A total of 320 poultry food samples (animal meal n = 252, vegetables meal n = 31 and feed n = 37) from five companies were analyzed for the presence of E. coli. Isolates were evaluated for susceptibility to 19 antimicrobials by disk diffusion method; and for the presence of virulence genes described for APEC, avian pathogenic E. coli (iroN, ompT, hlyF, iss and iutA) and DEC, diarrheagenic E. coli (elt, ipah, ehxA, eaeA, stx1 and 2, aggR, aap and AAprobe). The positive samples for virulence genes were phylogenetically classified. E. coli occurred in 33/252 (13.09%) from animal meal samples; in 13/31 (41.94%) from plant meal samples and 3/37 (8.11%) from feed samples. A total of 115 E. coli were isolated from animal meal, 33 E. coli were isolated from vegetal meal and 12 E. coli were isolated from feed. From animal meal isolates, two had only one gene (iutA or iss), three presented two genes (iron and iss) and five presented the elt gene, being classified as enterotoxigenic E. coli (ETEC heat labile). A meat meal isolate showed four from five genes of APEC (iroN, ompT, hlyF and iutA) and the eae gene, being classified as enteropathogenic E. coli (EPEC atypical). Two isolates from feed also had the gene elt. The isolated from vegetal ingredients did not have any virulence genes evaluated. By phylogenetic classification isolates with virulence factors belonging to groups A and B1. Feed Isolates were resistant to an increased amount of antimicrobial compared to the isolates of animal and vegetal meal. However, high resistance rates were observed in isolated from all inputs to sulfonamides (60% on animal meal, 75.75% in vegetal meal and 33.33% in feed); cefazolin (64% on animal meal, 81.81% in vegetables vegetal meal and 58.33% in feed). Isolates with multidrug-resistant profile, resistant to three or more classes of antimicrobials, were also found in animal feed and food ingredients. The findings of this study highlight the potential risk to food safety that is the base of poultry nutrition. E. coli has ubiquitous nature and can be intestinal and extraintestinal pathogen, besides serving as virulence genes reservoir and present resistance to antimicrobials used in animals and humans. Contamination parameters for E. coli in food supplies for animals should be established as a control strategy.