Streptococcus uberis: In vitro biofilm production in response to carbohydrates and skim milk / Streptococcus uberis: producción in vitro de biofilm en respuesta a carbohidratos y leche descremada

Streptococcus uberis has become one of the most important environmental pathogens associated with clinical and subclinical bovine mastitis. Biofilm confers to bacteria more resistance to physical and chemical agents as well as to different mechanisms of the innate immune system. The aim of this work was to evaluate the ability of in vitro biofilm production in 32 S. uberis isolates from bovine mastitis and identified by biochemical tests and milk subsequently confirmed by the amplification of the pauA gene. The isolates were cultivated in TMP broth and TMP broth with the addition of 0.5% glucose, 1% sucrose, 1% lactose or 0.5% skim milk in microtiter plates stained with crystal violet. We demonstrated that S. uberis isolated from bovine mastitis are able to produce biofilms in TMP broth and, also that biofilm formation by S. uberis can be significantly enhanced by the addition of 0.5% glucose or 1% sucrose to TMP broth. This may suggest that the carbohydrates in milk or within the ruminant gut might affect the growth mode of S. uberis. In addition, our results showed that in vitro biofilm production under different conditions of supplementation displays variation among the isolates and that each isolate shows a particular profile of biofilm production. This phenotypic heterogeneity in biofilm production exhibited by S. uberis could at least partly explain why this bacterium has the ability to adapt to different niches facilitating survival to diverse and stressful conditions.

Streptococcus uberis es uno de los más importantes patógenos medioambientales asociados a la mastitis bovina clínica y subclínica. El biofilm confiere a las bacterias resistencia a agentes físicos y químicos, como así también a diferentes mecanismos del sistema inmune innato. El objetivo del presente estudio fue evaluar la habilidad de producción de biofilm in vitro de 32 aislamientos de S. uberis recuperados de mastitis bovina, previamente identificados por pruebas bioquímicas y confirmados por la amplificación del gen pauA. Los aislamientos fueron cultivados en caldo TMP sin carbohidratos, y además en caldo TMP con la adición de 0,5% de glucosa, 1% de sacarosa, 1% de lactosa o 0,5% de leche descremada, en placas de microtitulación tenidas con cristal violeta. Se demostró que dichos aislamientos son capaces de producir biofilm en caldo TMP, y además se observó un incremento significativo en la producción de biofilm en caldo TMP suplementado con 0,5% de glucosa o con 1% de sacarosa. Así, los carbohidratos de la leche o los presentes dentro del intestino de los rumiantes podrían afectar el modo de crecimiento de S. uberis. Además, nuestros hallazgos mostraron que la producción de biofilm in vitro en diferentes condiciones de suplementación presenta variabilidad entre los aislamientos de S. uberis y que cada aislamiento muestra un perfil particular de producción de biofilm. Esta heterogeneidad fenotípica en la producción de biofilm de S. uberis podría explicar, al menos en parte, por qué esta bacteria tiene la habilidad de adaptarse a diferentes nichos, lo que le facilita la supervivencia frente a condiciones diversas y estresantes.

Prevalencia y sensibilidad a antibióticos de especies de estafilococos coagulasa negativos provenientes de mastitis subclínica en bovinos de tambos de la región central de Argentina / Prevalence and antibiotic susceptibility of coagulase-negative Staphylococcus species from bovine subclinical mastitis in dairy herds in the central region of Argentina

Coagulase-negative staphylococci (CNS) are a common cause of bovine subclinical mastitis (SCM). The prevalence of CNS species causing SCM identified by genotyping varies among countries. Overall, the antimicrobial resistance in this group of organisms is increasing worldwide; however, little information exists about a CNS species resistant to antibiotics. The aim of the present study was to genotypically characterize CNS at species level and to determine the prevalence and antibiotic resistance profiles of CNS species isolated from bovine SCM in 51 dairy herds located in the central region of the province of Cordoba, Argentina. In this study, we identified 219 CNS isolates at species level by PCR-restriction fragment length polymorphism of the groEL gene. Staphylococcus chromogenes (46.6%) and Staphylococcus haemolyticus (32%) were the most prevalent species. A minimum of three different CNS species were present in 41.2% of the herds. S. chromogenes was isolated from most of the herds (86.3%), whereas S. haemolyticus was isolated from 66.7% of them. The broth microdilution method was used to test in vitro antimicrobial susceptibility. Resistance to a single compound or two related compounds was expressed in 43.8% of the isolates. S. chromogenes and S. haemolyticus showed a very high proportion of isolates resistant to penicillin. Resistance to two or more non-related antimicrobials was found in 30.6% of all CNS. S. haemolyticus exhibited a higher frequency of resistance to two or more non-related antimicrobials than S. chromogenes.

Los estafilococos coagulasa negativos (ECN) son una causa frecuente de mastitis subclínica (MSC) en bovinos. La prevalencia de especies de ECN causantes de MSC identificadas por métodos genotípicos varía entre países. La resistencia antimicrobiana en este grupo de organismos se está incrementando en el mundo; sin embargo, existe poca información acerca de las especies de ECN resistentes a antibióticos. Los objetivos del presente estudio fueron caracterizar genotípicamente los ECN a nivel de especie y determinar la prevalencia y los perfiles de resistencia a antibióticos de las especies de ECN aisladas de MSC en bovinos de 51 rodeos situados en la provincia de Córdoba, Argentina. Mediante polimorfismos de los fragmentos de restricción del gen groEL identificamos 219 aislamientos de ECN a nivel de especie. Staphylococcus chromogenes (46,6%) y Staphylococcus haemolyticus (32%) fueron las especies más prevalentes. Un mínimo de 3 especies diferentes de ECN estuvieron presentes en el 41,2% de los tambos. S. chromogenes fue aislado en la mayoría de los tambos (86,3%), mientras que S. haemolyticus fue aislado en el 66,7% de aquellos. Para el análisis de sensibilidad a los antimicrobianos in vitro se usó el método de microdilución en caldo. La resistencia a un único compuesto o a 2 compuestos relacionados fue expresada en el 43,8% de los aislamientos. S. chromogenes y S. haemolyticus mostraron una muy elevada proporción de aislamientos resistentes a penicilina. La resistencia a 2 o más antimicrobianos no relacionados fue hallada en el 30,6% de los ECN. S. haemolyticus exhibió una frecuencia de resistencia a 2 o más antimicrobianos no relacionados más elevada que S. chromogenes.

Phenotypic and genotypic characterization of Streptococcus uberis isolated from bovine subclinical mastitis in Argentinean dairy farms

The aim of this study was to investigate the phenotypic and genotypic characteristics of Streptococcus uberis isolated from subclinical mastitis (SCM) cases, and to examine the possible association between both characteristics. A total of 32 S. uberis were isolated from 772 quarter milk samples (SCM > 250,000 cells/ml) collected from 195 cows selected randomly from 18 dairy farms located in Argentina. The S. uberis strains were characterized phenotypically by the presence of virulence factors as plasminogen activator factor (PAF), hyaluronidase (HYA), capsule (CAP) and CAMP factor, and were further characterized genotypically by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). S. uberis strains expressed plasminogen activator factor, hyaluronidase or capsule (65.5 %, 56.3 %, 59.4 %, respectively), but only 25 % of isolates were CAMP factor positive. Thirteen different virulence profiles were identified on the basis of the combination of virulence factors. Eighteen PFGE patterns with 90% of similarity were identified among 32 S. uberis. A great diversity of virulence profiles and PFGE patterns were present among dairy farms. S. uberis strains with the same PFGE pattern showed different virulence profiles. Bovine S. uberis strains causing SCM included in the present study showed heterogeneity in regard to their phenotypic and genotypic characteristics, and the PFGE patterns are not associated with the virulence profiles.

Caracterización fenotípica y genotípica de Streptococcus uberis aislados de mastitis bovina subclínica en tambos de Argentina. El objetivo de este estudio fue investigar las características fenotípicas y genotípicas de Streptococcus uberis aislados de casos de mastitis subclínica (MSC) y examinar la posible asociación entre ambas características. Un total de 32 cepas de S. uberis fueron aisladas de 772 muestras de leche de cuartos mamarios (MSC > 25 0000 células/ml) colectadas de 195 vacas seleccionadas al azar pertenecientes a 18 tambos lecheros localizados en Argentina. Las cepas de S. uberis fueron caracterizadas fenotípicamente sobre la base de la presencia de factores de virulencia tales como el factor activador del plasminógeno (FAP), la hialuronidasa (HIA), la cápsula (CAP) y el factor CAMP. Además, fueron caracterizadas genotípicamente por electroforesis de campos pulsados (PFGE). Las cepas de S. uberis expresaron el factor activador del plasminógeno, la hialuronidasa o la cápsula (65,5 %, 56,3 % y 59,4 %, respectivamente), pero solo el 25 % fueron CAMP positivas. Sobre la base de la combinación de los factores de virulencia se identificaron 13 perfiles de virulencia diferentes. Asimismo, se identificaron 18 patrones de PFGE con un 90 % de similitud entre las 32 cepas de S. uberis. Se presentó una gran diversidad de perfiles de virulencia y patrones de PFGE entre los tambos. Cepas con el mismo patrón de PFGE presentaron perfiles de virulencia diferentes. Las cepas de S. uberis causantes de MSC en bovinos incluidas en el presente estudio mostraron heterogeneidad con respecto a sus características fenotípicas y genotípicas, y los patrones de PFGE no estuvieron asociados con los perfiles de virulencia.

Calidad microbiológica del agua utilizada en establecimientos lecheros de la zona de Villa María (Córdoba) / Microbiological quality of the water used in a random sample from dairy farms in Córdoba, Argentina

Se evaluó la calidad bacteriológica del agua de pozo y del agua de lavado en una muestra aleatoria de 50 tambos distribuidos en la cuenca lechera de Villa María (Córdoba), Argentina. La visita a los tambos se realizó en 2007. Un 46 % y un 24 % de los tambos presentaron recuentos de aerobios mesófilos superiores a 500 UFC/ml en el agua de lavado y en el agua de pozo, respectivamente. En un 20 % de los establecimientos se aisló Escherichia coli de ambas fuentes de agua. Pseudomonas aeruginosa registró una alta frecuencia de aislamiento en el agua de pozo (36 %) y en la de lavado (42 %). Un 80 % y un 88 % de los establecimientos contaban con agua de pozo y de lavado no aptas, respectivamente. Los niveles de mesófilos aerobios y de coliformes totales presentes en el agua de pozo mostraron una concordancia moderada con los detectados en el agua destinada al lavado. En virtud de estos resultados, puede afirmarse que un elevado porcentaje de los tambos ubicados en la cuenca lechera de Villa María emplean agua de calidad bacteriológica deficiente, no apta para el ordeño ni el lavado de las instalaciones.

Bacteriological contamination of well water and wash water in a random sample obtained from 50 farms from Villa María (Córdoba) dairy area, Argentina, was evaluated during a visit in 2007. Forty six percent and 24 % of farms showed an aerobic mesophilic bacteria count higher than 500 CFU/ml in wash water and well water, respectively. Escherichia coli was isolated in 20 % of samples from both sources. Pseudomonas aeruginosa showed high frequency of isolation in well water (36 %) and wash water (42 %). Eighty and eighty-eight percent of dairy farms have contaminated well water and wash water, respectively. The findings show moderate concordance between contamination of well water and wash water for mesophilic aerobics and total coliforms. The results reveal that a high percentage of dairy farms in the basin under study have poor bacteriological water quality, not suitable for milking and washing facilities.