Proteomics characterization of Staphylococcus spp. from goat mastitis and phenogeno-typical assessment of resistance to beta-lactamics / Caracterização proteômica de Staphylococcus spp. oriundos de mastite caprina e avaliação fenogenotípica da resistência aos beta-lactâmicos

Mastitis occupies a prominent place among the diseases that affect dairy herds due to economic problems and public health. Staphylococcus spp. are infectious agents more involved in the etiology of caprine mastites, especially coagulase-negative Staphylococcus. Nineteen isolates of Staphylococcus spp. were obtained from subclinical caprine mastitis. All isolates were characterized by MALDI-TOF MS, being 47.36% (9/19) identified for S. epidermidis, 15.78% (3/19) for S. warneri, 10.52% (2/19) for S. aureus and S. caprae and 5.26% (1/19) for S. lugdunensis, S. simulans, and S. cohnii. All isolates characterized by MALDI-TOF were subjected a to polymerase chain reaction (PCR) for the 16S rRNA gene of Staphylococcus spp. to confirm the gender. After determining the species, tests for phenotypic detection of resistance to beta-lactams were carried out simple disk diffusion oxacillin, cefoxitin, penicillin G and amoxicillin + clavulanic acid, agar "screen" oxacillin and microdilution (MIC) cefoxitin. The disk diffusion test showed a strength of 58% (11/19) for penicillin G, 26.31% (5/19) for cefoxitin and 26.31% (5/19) for oxacillin. All strains were susceptible to amoxicillin + clavulanic acid and agar "screen" oxacillin. In the MIC, 63.15% (12/19) of the samples were cefoxitin resistant (MIC >4.0μg/ml). Then isolates were subjected to detection of the mecA resistance genes and regulators (mecl and mecRI), mecC and blaZ. Two samples of Staphylococcus epidermidis had the mecA gene. All isolates were negative for the mecA gene variant, mecl, mecRI, mecC and blaZ. These findings reinforce the importance of this group of microorganisms in the etiology of subclinical mastitis in goats and open perspectives for future research to investigate the epidemiology of the disease.(AU)

A mastite ocupa lugar de destaque entre as doenças que acometem o rebanho leiteiro, em virtude de problemas econômicos e de saúde pública. Staphylococcus spp. são os agentes infecciosos mais envolvidos na etiologia das mastites caprinas, principalmente Staphylococcus coagulase negativo. Dezenove isolados de Staphylococcus spp. foram obtidos a partir de mastite caprina subclínica. Todos os isolados foram caracterizados por MALDI-TOF MS, sendo 47,36% (9/19) identificadas como S. epidermidis, 15,78%(3/19) como S. warneri, 10,52% (2/19) como S. caprae e S. aureus e 5,26% (1/19) tanto para S. lugdunensis, como para S. simulans e S. cohnii. Todos os isolados caracterizados pelo MALDI-TOF foram submetidos a reação em cadeia da polimerase (PCR) para o gene 16rRNA de Staphylococcus spp. para a confirmação do gênero. Após a determinação da espécie, foram realizadas as provas para a detecção fenotípica de resistência aos beta-lactâmicos: difusão em disco simples de oxacilina, cefoxitina, penicilina G e amoxacilina +ácido clavulânico, ágar "screen" de oxacilina e microdiluição em caldo (MIC) de cefoxitina. O teste de difusão em disco demonstrou resistência de 58% (11/19) para penicilina G, 26,31% (5/19) para cefoxitina e 26,31% (5/19) para oxacilina. Todas as amostras foram sensíveis a amoxicilina + ácido clavulânico e ao ágar "screen" de oxacilina. Pelo MIC, 63,15% (12/19) das amostras foram resistentes a cefoxitina (MIC >4,0μg/ml). Em seguida os isolados foram submetidos a detecção dos genes de resistência mecA e seus reguladores (mecl e mecRI), mecC e blaZ. Duas amostras de S. epidermidis apresentaram o gene mecA. Todos os isolados foram negativos para a variante do gene mecA, mecl, mecRI, mecC e blaZ. Tais achados reforçam a importância deste grupo de microrganismos na etiologia da mastite subclínica em caprinos e abre perspectivas para futuras pesquisas para a investigação da epidemiologia da doença.(AU)

Expression of icaA and icaD genes in biofilm formation in Staphylococcus aureus isolates from bovine subclinical mastitis / Expressão dos genes icaA e icaD na formação de biofilme em isolados de Staphylococcus aureus de mastite subclínica bovina

Staphylococcus spp. plays a significant role in the etiology of bovine mastitis. Staphylococcus aureus is considered the most important species due to the high prevalence and the difficulty of in vivo treatment that is related to the expression of virulence factors and biofilm formation. This study aimed to detect the phenotypic expression of the biofilm formation in 20 S. aureus isolated from bovine mastitis and to evaluate the expression and regulation of genes involved in its production. MALDI-TOF and phenogenotypic identification assays were performed to characterize the isolates. The phenotypic biofilm production and the presence of icaA and icaD and bap genes were evaluated. The Agr system was typified (agr I, agr II, agr III and agr IV) and its regulator (agr RNAIII) was detected. Furtherly, Real-time PCR (qPCR) was performed at chosen times to quantify the expression of icaA, icaD and hld genes in three selected isolates. All 20 strains were biofilm producers and most presented icaA and icaD genes. Only one isolate presented the bap gene. The agr gene type II showed a prevalence of 70%. Transcriptional analysis revealed increased expression of ica genes at eight hours of growth. These results confirm that polysaccharides production mediated by the icaADBC operon genes is an essential mechanism to the biofilm formation and contributes to the early stages of bacterial growth.(AU)

Staphylococcus spp. desempenham um papel significativo na etiologia da mastite bovina. Staphylococcus aureus é considerada a espécie mais importante devido a alta prevalência e a dificuldade de tratamento in vivo que está relacionado à expressão dos fatores de virulência e formação de biofilme. Este estudo teve como objetivo detectar a expressão fenotípica da formação de biofilme em 20 cepas de S. aureus isoladas de mastite bovina e avaliar a expressão e regulação de genes envolvidos em sua produção. MALDI-TOF e ensaios de identificação fenogenotípica foram realizados para caracterizar os isolados. A produção fenotípica de biofilme e a presença dos genes icaA, icaD e bap foram avaliadas. O sistema Agr foi tipificado (agr I, agr II, agr III e agr IV) e seu regulador (agr RNAIII) foi detectado. Além disso, a PCR em tempo real (qPCR) foi realizada nos tempos determinados para quantificar a expressão dos genes icaA, icaD e hld em três isolados selecionados. Todas as 20 linhagens foram produtoras de biofilme e a maioria apresentava os genes icaA e icaD. Apenas um isolado apresentou o gene bap. O gene agr do tipo II mostrou uma prevalência de 70%. A análise transcricional revelou aumento da expressão de genes ica às oito horas de crescimento. Estes resultados confirmam que a produção de polissacarídeos mediada pelos genes do operon icaADBC é um mecanismo essencial para a formação do biofilme e contribui para os estágios iniciais do crescimento bacteriano.(AU)

Proteomics characterization of Staphylococcus spp. from goat mastitis and phenogeno-typical assessment of resistance to beta-lactamics

ABSTRACT: Mastitis occupies a prominent place among the diseases that affect dairy herds due to economic problems and public health. Staphylococcus spp. are infectious agents more involved in the etiology of caprine mastites, especially coagulase-negative Staphylococcus. Nineteen isolates of Staphylococcus spp. were obtained from subclinical caprine mastitis. All isolates were characterized by MALDI-TOF MS, being 47.36% (9/19) identified for S. epidermidis, 15.78% (3/19) for S. warneri, 10.52% (2/19) for S. aureus and S. caprae and 5.26% (1/19) for S. lugdunensis, S. simulans, and S. cohnii. All isolates characterized by MALDI-TOF were subjected a to polymerase chain reaction (PCR) for the 16S rRNA gene of Staphylococcus spp. to confirm the gender. After determining the species, tests for phenotypic detection of resistance to beta-lactams were carried out simple disk diffusion oxacillin, cefoxitin, penicillin G and amoxicillin + clavulanic acid, agar screen oxacillin and microdilution (MIC) cefoxitin. The disk diffusion test showed a strength of 58% (11/19) for penicillin G, 26.31% (5/19) for cefoxitin and 26.31% (5/19) for oxacillin. All strains were susceptible to amoxicillin + clavulanic acid and agar screen oxacillin. In the MIC, 63.15% (12/19) of the samples were cefoxitin resistant (MIC >4.0g/ml). Then isolates were subjected to detection of the mecA resistance genes and regulators (mecl and mecRI), mecC and blaZ. Two samples of Staphylococcus epidermidis had the mecA gene. All isolates were negative for the mecA gene variant, mecl, mecRI, mecC and blaZ. These findings reinforce the importance of this group of microorganisms in the etiology of subclinical mastitis in goats and open perspectives for future research to investigate the epidemiology of the disease.

RESUMO: A mastite ocupa lugar de destaque entre as doenças que acometem o rebanho leiteiro, em virtude de problemas econômicos e de saúde pública. Staphylococcus spp. são os agentes infecciosos mais envolvidos na etiologia das mastites caprinas, principalmente Staphylococcus coagulase negativo. Dezenove isolados de Staphylococcus spp. foram obtidos a partir de mastite caprina subclínica. Todos os isolados foram caracterizados por MALDI-TOF MS, sendo 47,36% (9/19) identificadas como S. epidermidis, 15,78%(3/19) como S. warneri, 10,52% (2/19) como S. caprae e S. aureus e 5,26% (1/19) tanto para S. lugdunensis, como para S. simulans e S. cohnii. Todos os isolados caracterizados pelo MALDI-TOF foram submetidos a reação em cadeia da polimerase (PCR) para o gene 16rRNA de Staphylococcus spp. para a confirmação do gênero. Após a determinação da espécie, foram realizadas as provas para a detecção fenotípica de resistência aos beta-lactâmicos: difusão em disco simples de oxacilina, cefoxitina, penicilina G e amoxacilina +ácido clavulânico, ágar screen de oxacilina e microdiluição em caldo (MIC) de cefoxitina. O teste de difusão em disco demonstrou resistência de 58% (11/19) para penicilina G, 26,31% (5/19) para cefoxitina e 26,31% (5/19) para oxacilina. Todas as amostras foram sensíveis a amoxicilina + ácido clavulânico e ao ágar screen de oxacilina. Pelo MIC, 63,15% (12/19) das amostras foram resistentes a cefoxitina (MIC >4,0g/ml). Em seguida os isolados foram submetidos a detecção dos genes de resistência mecA e seus reguladores (mecl e mecRI), mecC e blaZ. Duas amostras de S. epidermidis apresentaram o gene mecA. Todos os isolados foram negativos para a variante do gene mecA, mecl, mecRI, mecC e blaZ. Tais achados reforçam a importância deste grupo de microrganismos na etiologia da mastite subclínica em caprinos e abre perspectivas para futuras pesquisas para a investigação da epidemiologia da doença.

Expression of icaA and icaD genes in biofilm formation in Staphylococcus aureus isolates from bovine subclinical mastitis

ABSTRACT: Staphylococcus spp. plays a significant role in the etiology of bovine mastitis. Staphylococcus aureus is considered the most important species due to the high prevalence and the difficulty of in vivo treatment that is related to the expression of virulence factors and biofilm formation. This study aimed to detect the phenotypic expression of the biofilm formation in 20 S. aureus isolated from bovine mastitis and to evaluate the expression and regulation of genes involved in its production. MALDI-TOF and phenogenotypic identification assays were performed to characterize the isolates. The phenotypic biofilm production and the presence of icaA and icaD and bap genes were evaluated. The Agr system was typified (agr I, agr II, agr III and agr IV) and its regulator (agr RNAIII) was detected. Furtherly, Real-time PCR (qPCR) was performed at chosen times to quantify the expression of icaA, icaD and hld genes in three selected isolates. All 20 strains were biofilm producers and most presented icaA and icaD genes. Only one isolate presented the bap gene. The agr gene type II showed a prevalence of 70%. Transcriptional analysis revealed increased expression of ica genes at eight hours of growth. These results confirm that polysaccharides production mediated by the icaADBC operon genes is an essential mechanism to the biofilm formation and contributes to the early stages of bacterial growth.

RESUMO: Staphylococcus spp. desempenham um papel significativo na etiologia da mastite bovina. Staphylococcus aureus é considerada a espécie mais importante devido a alta prevalência e a dificuldade de tratamento in vivo que está relacionado à expressão dos fatores de virulência e formação de biofilme. Este estudo teve como objetivo detectar a expressão fenotípica da formação de biofilme em 20 cepas de S. aureus isoladas de mastite bovina e avaliar a expressão e regulação de genes envolvidos em sua produção. MALDI-TOF e ensaios de identificação fenogenotípica foram realizados para caracterizar os isolados. A produção fenotípica de biofilme e a presença dos genes icaA, icaD e bap foram avaliadas. O sistema Agr foi tipificado (agr I, agr II, agr III e agr IV) e seu regulador (agr RNAIII) foi detectado. Além disso, a PCR em tempo real (qPCR) foi realizada nos tempos determinados para quantificar a expressão dos genes icaA, icaD e hld em três isolados selecionados. Todas as 20 linhagens foram produtoras de biofilme e a maioria apresentava os genes icaA e icaD. Apenas um isolado apresentou o gene bap. O gene agr do tipo II mostrou uma prevalência de 70%. A análise transcricional revelou aumento da expressão de genes ica às oito horas de crescimento. Estes resultados confirmam que a produção de polissacarídeos mediada pelos genes do operon icaADBC é um mecanismo essencial para a formação do biofilme e contribui para os estágios iniciais do crescimento bacteriano.

Accuracy of PCR universal primer for methicillin-resistant Staphylococcus and comparison of different phenotypic screening assays.

Characterization of methicillin-resistant Staphylococcus (MRS) is a continuous challenge at diagnostic laboratories. The phenotypic methods present heterogeneous results and the occurrence of variants of mecA gene turned this goal even more challenging to achieve. The present study provided an accurate and highly discriminatory screening tool for MRS, improving its detection.

MALDI-TOF MS as a tool for the identification of Vibrio alginolyticus from Perna perna mussels (Linnaeus, 1758) / MALDI-TOF MS como ferramenta na identificação de Vibrio alginolyticus isolados de mexilhões Perna perna (Linnaeus, 1758)

Vibrio species are ubiquitous in aquatic environments, including coastal and marine habitats. Vibrio alginolyticus is an opportunistic pathogen for fish, crustaceans and mussels and their identification by biochemical tests may be impaired due their nutritional requirements. The study used Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS) to identify 49 Vibrio spp. isolates associated with mussels (Perna perna) from different locations along the Rio de Janeiro coast. The rpoA gene was used as a genus-specific marker of Vibrio spp. and was positive in all 209 isolates. MALDI-TOF MS confirmed 87.8% of V. alginolyticus when compared to the results of the biochemical tests. Four isolates were identified as Shewanella putrefaciens (8.16%) and one was identified as V. parahaemolyticus (2.0%). Just one isolate was not identified by this technique (2.0%). The pyrH sequencing confirmed 75% of the proteomic technique results. MALDI-TOF MS is an excellent option for characterization of bacterial species, as it is efficient, fast and easy to apply. In addition, our study confirms its high specificity and sensitivity in these marine bacteria identification.(AU)

Espécies de Vibrio são ubiquitárias em ambientes aquáticos, incluindo habitats costeiros e marinhos. A espécie Vibrio alginolyticus é oportunista para peixes, crustáceos e moluscos e a sua identificação através de testes bioquímicos pode ter a qualidade prejudicada devido às suas exigências nutricionais. O presente estudo utilizou Espectrometria de Massa por Tempo de Vôo de Ionização/Desorção por Laser Assistida por Matriz (MALDI-TOF MS) para identificar diferentes espécies de Vibrio provenientes de mexilhões (Perna perna) coletados em diferentes locais ao longo da costa do Rio de Janeiro. O gene rpoA foi utilizado como um marcador gênero-específico de Vibrio spp. sendo positivo em todos os 209 isolados. MALDI-TOF MS confirmou 87,75% de V. alginolyticus quando comparados com os resultados dos testes bioquímicos. Quatro isolados foram identificados como Shewanella putrefaciens (8,16%), um como V. parahaemolyticus (2,0%) e apenas um (2,0%) não foi identificado pela técnica proteômica. E o sequenciamento do pyrH confirmou 75% dos resultados da técnica proteomica. MALDI-TOF MS tem sido considerada uma excelente opção para a caracterização bacteriana, por ser eficiente, rápida, de fácil aplicação e este estudo confirmou a sua elevada especificidade e sensibilidade na identificação de bactérias marinhas.(AU)

Characteristics of Quinolone Resistance in Salmonella spp. Isolates from the Food Chain in Brazil.

Salmonella spp. is an important zoonotic pathogen related to foodborne diseases. Despite that quinolones/fluoroquinolones are considered a relevant therapeutic strategy against resistant isolates, the increase in antimicrobial resistance is an additional difficulty in controlling bacterial infections caused by Salmonella spp. Thus, the acquisition of resistance to quinolones in Salmonella spp. is worrisome to the scientific community along with the possibility of transmission of resistance through plasmids. This study investigated the prevalence of plasmid-mediated quinolone resistance (PMQR) in Salmonella spp. and its association with fluoroquinolone susceptibility in Brazil. We evaluated 129 isolates, 39 originated from food of animal sources, and 14 from environmental samples and including 9 from animals and 67 from humans, which were referred to the National Reference Laboratory of Enteric Diseases (NRLEB/IOC/RJ) between 2009 and 2013. These samples showed a profile of resistance for the tested quinolones/fluoroquinolones. A total of 33 serotypes were identified; S. Typhimurium (63) was the most prevalent followed by S. Enteritidis (25). The disk diffusion test showed 48.8% resistance to enrofloxacin, 42.6% to ciprofloxacin, 39.53% to ofloxacin, and 30.2% to levofloxacin. According to the broth microdilution test, the resistance percentages were: 96.1% to nalidixic acid, 64.3% to enrofloxacin, 56.6% to ciprofloxacin, 34.1% to ofloxacin, and 30.2% to levofloxacin. Qnr genes were found in 15 isolates (8 qnrS, 6 qnrB, and 1 qnrD), and the aac(6')-Ib gene in 23. The integron gene was detected in 67 isolates with the variable region between ±600 and 1000 bp. The increased detection of PMQR in Salmonella spp. is a serious problem in Public Health and must constantly be monitored. Pulsed-field gel electrophoresis was performed to evaluated clonal profile among the most prevalent serovars resistant to different classes of quinolones. A total of 33 pulsotypes of S. Typhimurium were identified with a low percentage of genetic similarity (≤65%). This result demonstrates the presence of high diversity in the resistant clones evaluated in this study.

Genetic relationship between Escherichia coli strains isolated from dairy mastitis and from the stable fly Stomoxys calcitrans / Caracterização genotípica de Escherichia coli isolados de leite com mastite e da mosca dos estábulos Stomoxys calcitrans

The stable fly Stomoxys calcitrans (Linnaeus, 1758) has been described as a potential spreader of infectious agents to cattle herds. Among the agents transmitted by this fly, Escherichia coli has attracted attention due to its potential to cause gastrointestinal disorders as well as environmental mastitis in dairy cows. Therefore, the aim of this study was to isolate and to assess the genetic diversity and the clonal relatedness among E. coli isolates from the milk of dairy mastitis and from stable flies anatomical sites by the Random Amplification of Polymorphic DNA (RAPD-PCR) technique. The molecular typing revealed a high degree of genetic polymorphism suggesting that these microorganisms have a non-clonal origin. Identical electrophoretic profiles were observed between E. coli isolates from different flies, different mammary quarters of the same cow and from cows on a single farm. These results reveal the circulation of the same bacterial lineages and suggest the role of the stable fly in bacterial dispersion. Considering the high pathogenic potential of this bacterial species, our findings alert to a more effective health surveillance.(AU)

A mosca dos estábulos Stomoxys calcitrans é descrita como um importante dispersor de agentes infecciosos aos bovinos. Dentre os agentes veiculados por esta mosca a bactéria Escherichia coli ganha relevância devido ao seu potencial em desenvolver alterações gastroentéricas, bem como mastite bovina ambiental. Desta forma, objetiva-se com este estudo isolar e acessar a diversidade genética e relação de clonalidade entre isolados de E. coli provenientes de casos de mastite e de moscas dos estábulos utilizando a técnica da Amplificação Randômica do DNA Polimórfico (RAPD). A tipagem molecular revelou elevado polimorfismo genético sugerindo que esses microrganismos têm origem não clonal. Perfis eletroforéticos idênticos entre si foram observados entre amostras isoladas de diferentes moscas, quartos mamários de uma mesma vaca, bem como de diferentes vacas dentro de uma mesma propriedade. Esses resultados revelam a circulação de uma mesma linhagem bacteriana e sugerem o papel da Stomoxys calcitrans na dispersão bacteriana. Considerando o elevado potencial patogênico dessa espécie bacteriana, nossos achados alertam para uma vigilância sanitária mais efetiva.(AU)

Genetic analysis of mecA gene and detection of homologue pbpD in Stahylococcus sciuri group.

Oxacillin/methicillin-resistance is related to the mecA and its regulatory genes mecR1 and mecI. Its origin is still unknown, although evidences support that it is related to CNS, once mecA and a homologue gene, pbpD, were both detected in Staphylococcus sciuri species group. The present work evaluated 210 samples of skin and ear swabs from rodents and 60 nasal swabs from equines of Army Biologic Institute, Rio de Janeiro. Pheno- and genotypic characterization provided 59.52% (25/42) and 78.57% (11/14) S. lentus and S. sciuri, respectively. It was observed that although all S. sciuri isolates tested positive for pbpD, there was no correlation with oxacillin-resistance. On the other hand, isolates tested positive for mecA gene also presented phenotypic oxacillin-resistance in at least one assay. The alignment of the mecA gene showed that the nucleotide sequences were sorted into 2 different groups, one comprising the bovine strains and the other containing human and equine strains.

Genetic analysis of mecA gene and detection of homologue pbpD in Stahylococcus sciuri group

Oxacillin/methicillin-resistance is related to the mecA and its regulatory genes mecR1 and mecI. Its origin is still unknown, although evidences support that it is related to CNS, once mecA and a homologue gene, pbpD, were both detected in Staphylococcus sciuri species group. The present work evaluated 210 samples of skin and ear swabs from rodents and 60 nasal swabs from equines of Army Biologic Institute, Rio de Janeiro. Pheno- and genotypic characterization provided 59.52% (25/42) and 78.57% (11/14) S. lentus and S. sciuri, respectively. It was observed that although all S. sciuri isolates tested positive for pbpD, there was no correlation with oxacillin-resistance. On the other hand, isolates tested positive for mecA gene also presented phenotypic oxacillin-resistance in at least one assay. The alignment of the mecA gene showed that the nucleotide sequences were sorted into 2 different groups, one comprising the bovine strains and the other containing human and equine strains.

Análise fenotípica e genotípica da virulência de Staphylococcus spp. e de sua dispersão clonal como contribuição ao estudo da mastite bovina / Phenotypic and genotypic analysis of virulence in Staphylococcus spp. and its clonal dispersion as a contribution to the study of bovine mastitis

A mastite é uma inflamação da glândula mamária causada principalmente por bactérias, dentre as quais o gênero Staphylococcus ocupa um papel importante. Bactérias pertencentes a este gênero são caracterizadas por expressar fatores de virulência que permitem sua persistência e disseminação no hospedeiro. O presente trabalho teve por objetivo avaliar fenogenotipicamente os fatores de virulência de isolados de Staphylococcus spp. a partir de casos de mastite bovina. Foram analisadas 272 amostras de leite provenientes de oito propriedades da região Sul-Fluminense do Estado do Rio de Janeiro. Após identificação, obteve-se um total de 250 isolados de Staphylococcus spp. Estes foram submetidos às provas fenotípicas de detecção da produção de "slime" em microplaca e em ágar vermelho congo; produção de hemolisinas e sinergismo hemolítico; produção de caseinase e DNase. Posteriormente foram submetidos à técnica de PCR para detecção dos genes de produção de cápsula (cap5 e cap8), fibronectina (fnbA,e fnbB), "slime" (icaA e icaD) e hemolisinas (hla e hlb). Do total avaliado, 58% (145/250) foi identificado como Staphylococcus spp. coagulase-negativos e 42% (105/250) como Staphylococcus spp. coagulase-positivos, destes 36,2% (38/105) foram identificados como S. aureus, 11,4% (12/105) como S. intermedius e 3,8% (4/105) como pertencentes ao grupo SIG. Apenas 6,4% (16/250) dos isolados foram produtores de α-hemólise, 4,8% (12/250) de β-hemólise e, 1,6% (4/250) de α e β-hemólise. A produção de caseinase foi observada em 66,4% (166/250), e a produção de "slime" avaliada pela técnica da microplaca em 76,8% (192/250) dos isolados, respectivamente. A DNase foi detectada em ECNs (38/145) e S. aureus (14/38). Os marcadores genéticos avaliados para a produção de slime, icaA e icaD apresentaram nenhuma ou leve concordância com a produção fenotípica, respectivamente, utilizando o coeficiente Kappa. Tal dado parece indicar que outros marcadores genéticos podem estar envolvidos com a expressão desta característica. Os demais genes detectados com frequência de 4% (10/250) para cap5 e para cap8, 32,8% (82/250) para fnbA, 4,4% (11/250) para fnbB, 19,2% (48/250) para hla e 18% (45/250) para hlb. O perfil circulante nas propriedades foi o 1: isolado produtor de "slime" e caseinase. O gene spaA foi positivo em todos os S. aureus, apresentando amplicons de tamanhos variados, sendo o tamanho prevalente o de 300pb. A amplificação do gene coa apresentou nove tipos polimórficos distintos, sendo prevalente o amplicon de 600pb. O gene agr foi detectado em todos os S. aureus, com amplicon de 200pb. Foi observado que os genes de virulência estudados estavam distribuídos de modo aleatório entreos 6 distintos perfis eletroforéticos obtidos através da Eletroforese em Gel de Campo Pulsado (PFGE).

Mastitis is an inflammation of one or more mammary glands caused mainly by bacteria, among which the genus Staphylococcus plays an important role. Bacteria belonging to this genus are known to express virulence factors which allow their persistence and spread in the host. This study aimed to evaluate the phenotypic and genotypic aspects of virulence factors in Staphylococci spp. isolates from bovine mastitis clinical cases. A total of 272 milk samples from 8 farms in the South-Fluminense region of Rio de Janeiro were analyzed. The samples underwent conventional bacterial identification, yielding 250 Staphylococci spp. isolates. These were tested for the phenotypic detection of slime production by the microplate and Congo Red Agar methods. The hemolysins production, hemolytic synergism, caseinase and DNase production were also evaluated. The isolates were then assayed through the Polymerase Chain Reaction method to detect genes associated with virulence factors such as: capsule (cap5, cap8), fibronectin (fnbA, fnbB), slime (icaA, icaD) and hemolysins (hla e hlb). Regarding the number of isolates assessed, 58% (145/250) were identified as coagulase-negative Staphylococcus spp. and 42% (105/250) as coagulase-positive Staphylococcus spp. The latter comprised 36.2% (38/105) of isolates identified as S. aureus, 11.4% (12/105) as S. intermedius and 3.8% (4/105) belonging to the SIG group. The hemolisin production was not significant, whereas only 6,4% (16/250) produced alfa hemolysis, 4,8% (12/250) produced beta hemolysis and 1,6% (4/250) was able to produce both. Caseinase production was observed in 66.4% (166/250) and slime production assayed through the microplate method was positive in 76,8% (192/250). DNAse was detected in coagulase-negative Staphylococcus spp. (38/145) and in S. aureus (14/38). Low association between genetic detection of icaA (38/250) and icaD (54/250) and slime phenotypic expression (192/250) suggest that others genetic markers can be involved in this expression. Regarding gene amplification, the isolates did not show significant correlation between the genetic detection of icaA (38/250) and icaD (54/250) and slime production (192/250), indicating that other genetic markers may be involved in this trait expression. The frequency of the occurrence of the others studied genes was of 4% (10/250) for cap5 and cap8, 32,8% (82/250) for fnbA, 4,4% (11/250) for fnbB, 19,2% (48/250) for hla and 18% (45/250) for hlb. The major circulating strain profile on the farms encompassed slime and caseinase producer strains. The spaA gene was found in all of the S. aureus isolates, presenting varying amplicons sizes, with 300bp being the prevalent size. The amplification of the coa gene showed nine polymorphic variants, with 600bp being the prevalent amplicon. The agr gene was also detected in every S. aureus isolate, with an amplicon of 200bp. It was noticed that the presence or absence of the virulence genes assayed in this study were not correlated with the 6 distinct electrophoretic profiles obtained by PFGE.

Caracterização fenogenotípica da resistência antimicrobiana em Staphylococcus spp. isolados de mastite bovina / Phenogenotypical characterization of antimicrobial resistance in Staphylococcus spp. isolated from bovine mastitis

A utilização de antibióticos no controle das infecções intramamárias e na eliminação de prováveis fontes de infecção nas fazendas leiteiras se constitui em importante medida de controle. No entanto, o uso inadequado de antibióticos no tratamento da doença pode selecionar cepas resistentes e comprometer a eficiência do tratamento. Bactérias do gênero Staphylococcus spp. estão entre os principais agentes etiológicos da mastite bovina e são freqüentemente resistentes aos antimicrobianos, em especial aos beta-lactâmicos, principalmente por dois mecanismos distintos: a produção da enzima extracelular beta-lactamase, codificada pelo gene blaZ, e a produção de PBP2a ou PBP2´, uma proteína ligante de penicilina de baixa afinidade, codificada pelo gene mecA. A expressão do gene mecA é constitutiva ou induzida por antibióticos betalactâmicos, como a oxacilina e cefoxitina. O gene mecA está inserido no cromossomo através de um elemento genético móvel, denominado cassete estafilocócico cromossômico mec (SCCmec). O presente estudo avaliou o perfil fenogenotípico de resistência aos beta-lactâmicos em 250 isolados de Staphylococcus spp., utilizando os marcadores oxacilina e cefoxitina, de modo a produzir dados que possam contribuir para o conhecimento da resistência antimicrobiana em algumas propriedades leiteiras das regiões Sul-Fluminense e Metropolitana do Estado do Rio de Janeiro com o objetivo de subsidiar a implementação de medidas de controle dessa enfermidade. A avaliação da resistência foi feita a partir de 8 diferentes testes fenotípicos, sendo obtidos 54 perfis. Os testes de difusão em disco simples e ágar screen com oxacilina foram utilizados como "padrão ouro" para os cálculos dos valores de sensibilidade, especificidade e predição por serem preconizados pelo CLSI veterinário. O teste de difusão em disco simples com cefoxitina foi o de melhor desempenho na predição da resistência a oxacilina. Na avaliação genotípica, não foi detectado qualquer isolado positivo para o gene mecA, já os genes mecI e mecRI foram detectados igualmente em 11,6% (29/250) dos Staphylococcus spp. avaliados. Foram detectados os quatro tipos de cassete mec analisados (I, II, III e IV), sendo o tipo I o que teve mais ampla distribuição entre as regiões estudadas. Gene blaZ foi detectado em 5,2% (13/250) dos isolados, sendo que nestes, todo o sistema blaZ-blaI- blaR1 foi detectado em 23,1% (3/13) dos isolados.

The use of antibiotic in the control of intramammary infections and in the elimination of its possible sources in dairy farms is an important control measure. However, the inappropriate use of antibiotics can result in the appearance of resistant strains and compromise the efficiency of the treatment. Besides Staphylococcus spp. are among the main pathogens of bovine mastitis, they are often resistant to antibiotics, especially beta-lactamics, mainly by two distinct mechanisms: the production of extracellular enzyme beta-lactamase, encoded by the blaZ gene, and production of PBP2a or PBP2' a penicillin-binding protein with low affinity, encoded by the mecA gene. The expression of mecA gene is constitutive or induced by beta-lactamic antibiotics, such as oxacillin and cefoxitin. The mecA gene is inserted into the chromosome through a staphylococcal mobile genetic element, called staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec). The present study evaluated the phenogenotypical resistance profile to beta-lactam antibiotics of 250 Staphylococcus spp isolates, using oxacillin and cefoxitin as markers in order to produce data to the knowledge of resistance in dairy farms located in the South-Fluminense and the Metropolitan regions of the State of Rio de Janeiro to support the implementation of measures to control this disease. The assessment of resistance was made through 8 different phenotypic tests and yielded 54 profiles. Disk diffusion and agar screen with oxacillin were used as "gold standard" for the calculation of sensitivity, specificity and prediction once they are recommended by the CLSI veterinarian as standardized tests. Disk diffusion with cefoxitin achieved the best performance in the prediction of oxacillin resistance. Genotypic detection of mecA do not provided any positive isolate, otherwise mecI and mecRI genes were also detected in 11.6% (29/250) of the studied Staphylococcus spp. Four cassette mec types were detected (I, II, III and IV), being type I the most disseminated one. Gene blaZ was detected in 5.2% (13/250) isolates. From these 13 blaZ positive isolates, the whole system comprising blaR1-blaI-blaZ was detected in 23.1% (3/13) isolates.

Antimicrobial resistance and detection of mecA and blaZ genes in coagulase-negative Staphylococcus isolated from bovine mastitis / Resistência antimicrobiana e detecção dos genes mec e blaZ em Staphylococcus coagulase-negativos isolados de mastite bovina

The present study evaluated the pheno- and genotypical antimicrobial resistance profile of coagulase-negative Staphylococcus (CNS) species isolated from dairy cows milk, specially concerning to oxacillin. Of 100 CNS isolates, the S. xylosus was the prevalent species, followed by S. cohnii, S. hominis, S. capitis and S. haemolyticus. Only 6% were phenotypically susceptible to the antimicrobial agents tested in disk diffusion assay. Penicillin and ampicillin resistance rates were significantly higher than others antimicrobials. Four isolates were positive to mecA gene (4%), all represented by the S. xylosus species. The blaZ gene was detected in 16% of the isolates (16/100). It was noticed that all mecA + were also positive to this gene and the presence of both genes was correlated to phenotypic beta-lactamic resistance. We conclude that CNS species from bovine milk presented significantly distinct antimicrobial resistance profiles, evaluated by phenotypic and genotypic tests, which has implications for treatment and management decisions.

O presente estudo avaliou o perfil fenogenotípico de resistência aos antimicrobianos em espécies de Staphylococcus coagulase-negativo (ECN) isoladas do leite de vacas com mastite, em especial considerando a oxacilina. Dos 100 isolados de ECN, S.xylosus foi a espécie predominante, seguida por S. cohnii, S. hominis, S. capitis and S. haemolyticus Apenas 6% dos isolados foram fenotipicamente suscetíveis aos agentes antimicrobianos testados no ensaio de difusão em disco. O percentual de resistência à penicilina e ampicilina foi significativamente maior que aos outros antimicrobianos. Quatro isolados foram positivos para o gene mecA (4%), sendo todos representados pela espécie S.xylosus. O gene blaZ foi detectado em 16% dos isolados (16/100), sendo todos mecA positivos e a presença de ambos os genes foi correlacionada com a resistência fenotípica aos beta-lactâmicos. Foi possível concluir que as espécies de ECN provenientes de leite bovino apresentaram distintos perfis de resistência antimicrobiana, avaliados por testes fenotípicos e genotípicos, podendo dificultar a adoção de medidas de tratamento e manejo dos animais.

Virulence factors and antimicrobial resistance of Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis in Rio de Janeiro / Fatores de virulência e resistência antimicrobiana em Staphylococcus aureus isolados de mastite bovina no Rio de Janeiro

The study was conducted to characterize pheno-genotypically the virulence factors and resistance pattern of Staphylococcus aureus isolates from milk samples of cows with subclinical mastitis. All hemolytic isolates presented beta-hemolysin, and 38 percent of the non-hemolytic isolates were able to express hemolysins in the presence of a beta-hemolytic strain. The amplification of the coa-gene displayed four different size polymorphisms with about 400 bp, 600 bp, 700 bp and 900 bp. The spaA gene that encodes the IgG-binding region of protein A revealed sizes of 700 bp and 900 bp. The amplification of region X from spaA yielded a single amplicon for each isolate with the prevalent amplicon size being of 180 bp. Amplification of sae gene yielded an amplicon size of 920 bp in 71 percent of the isolates. Antibiotic resistance pattern revealed that 42 percent S. aureus were susceptible to all antimicrobials tested. Seven different antibiotic patterns were observed. Our results indicated that 47 percent and 25 percent of S. aureus strains exhibited resistance to penicillin and oxacillin respectively. All oxacillin-resistant isolates were mecA-positive.

O presente estudo foi conduzido com o objetivo de caracterizar feno-genotipicamente os fatores de virulência e perfil de resistência aos antibióticos de Staphylococcus aureus isolados de amostras de leite de vacas com mastite clínica e subclínica. Em todos os isolados hemolíticos foi detectada a presença de beta hemolisina e 38 por cento dos não-hemolíticos produziram hemolisinas na presença de cepa beta-hemolítica. A amplificação do gene coa apresentou quatro tipos polimórficos distintos com aproximadamente 400 bp, 600 bp, 700 bp e 900 bp. O gene spaA que codifica a região de ligação da proteína A à IgG apresentou bandas de 700 bp e 900 bp. A amplificação do gene que codifica a região X revelou um único amplicon para cada isolado sendo o tamanho prevalente o de 250pb. A amplificação do gene sae resultou em amplicons com 920 pb em 71 por cento dos isolados. O teste de suscetibilidade antimicrobiana revelou que 42 por cento dos S. aureus foram sensíveis a todos os antibióticos testados. Foram observados sete diferentes padrões de resistência. Os resultados indicaram que 47 por cento e 25 por cento dos isolados foram resistentes à penicilina e oxacilina, respectivamente. Todos os isolados resistentes à oxacilina foram positivos para o gene mecA.

Aerobic bacterial microbiota in stomoxys calcitrans: preliminary studies in Brazil / Microbiota bacteriana aeróbica em Stomoxys calcitrans: estudos preliminares no Brasil

The stable fly, Stomoxys calcitrans, has a great importance in medical and veterinary health due to its feeding and reproductive habits, which can disseminate some pathogenic agents among hosts even at long distances. This study aimed to describe, for the first time in Brazil, the bacterial microbiota in segments of the stable fly. Bacterial species were isolated from three different segments (cuticle, mouth parts and abdominal alimentary tract) of the stable fly. Twenty dairy farms were visited in four municipalities: Barra Mansa, Quatis, Resende and Rio Claro in the State of Rio de Janeiro in order to collect 20 flies in each site. Dissection of the flies and procedures of isolation and identification of bacterial species were performed. A total of 161 colonies of 33 distinct species were isolated, such as Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and S. intermedius. Stomoxys calcitrans may harbor bacterial agents on their cuticle, mouth parts and abdominal alimentary tract and these bacteria may be pathogenic to their hosts.

A mosca dos estábulos, Stomoxys calcitrans, possui grande importância médica e veterinária devido a seus hábitos alimentares e reprodutivos, visto que pode disseminar agentes patogênicos para hospedeiros, mesmo a longas distâncias. Esse estudo teve por objetivo, pela primeira vez no Brasil, descrever a microbiota bacteriana de segmentos da mosca dos estábulos. As espécies bacterianas foram isoladas de três diferentes segmentos (superfície externa, aparelho bucal e trato digestivo abdominal) de S. calcitrans. Foram visitadas 20 fazendas leiteiras em quatro municípios: Barra Mansa, Quatis, Resende e Rio Claro no Estado do Rio de Janeiro para coletar 20 moscas em cada uma delas. A dissecção das moscas e os procedimentos de isolamento e identificação bacteriana foram realizados. Um total de 161 colônias de 33 espécies distintas foi isolado, dentre elas Escherichia coli, Staphylococcus aureus e S. intermedius. Stomoxys calcitrans pode veicular agentes bacterianos presentes na superfície externa, aparelho bucal e trato digestivo abdominal e essas bacterias possuem potencial patogênico a diversos hospedeiros deste muscídeo.

Aerobic bacterial microbiota in Stomoxys calcitrans: preliminary studies in Brazil.

The stable fly, Stomoxys calcitrans, has a great importance in medical and veterinary health due to its feeding and reproductive habits, which can disseminate some pathogenic agents among hosts even at long distances. This study aimed to describe, for the first time in Brazil, the bacterial microbiota in segments of the stable fly. Bacterial species were isolated from three different segments (cuticle, mouth parts and abdominal alimentary tract) of the stable fly. Twenty dairy farms were visited in four municipalities: Barra Mansa, Quatis, Resende and Rio Claro in the State of Rio de Janeiro in order to collect 20 flies in each site. Dissection of the flies and procedures of isolation and identification of bacterial species were performed. A total of 161 colonies of 33 distinct species were isolated, such as Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and S. intermedius. Stomoxys calcitrans may harbor bacterial agents on their cuticle, mouth parts and abdominal alimentary tract and these bacteria may be pathogenic to their hosts.