Resistência aos antimicrobianos e virulência de E. coli isoladas de mastite bovina com diferentes níveis de gravidade clínica

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Data

2019-07-25

Autores

Guerra, Simony Trevizan [UNESP]

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Escherichia coli é o principal agente de mastite clínica bovina de origem ambiental, caracterizado pela complexidade de fatores de virulência (FV). O patógeno causa sinais clínicos que variam desde alterações exclusivamente no leite (grau 1 ou leve), no quarto afetado (grau 2 ou moderado), até manifestações sistêmicas (grau 3 ou grave). No entanto, até o momento, não está estabelecido o perfil de genes deste patógeno relacionados à virulência em infecções mamárias em vacas, tampouco com a gravidade clínica dos casos. Neste cenário, o presente estudo investigou 18 genes associados com E. coli extraentérica (ExPEC), o perfil “in vitro” de motilidade swimming e swarming, e a sensibilidade/resistência aos antimicrobianos em 114 isolados de E. coli obtidos de vacas com mastite clínica com escores de gravidade 1 (45/114=39,5%), 2 (62/114=54,4%) e 3 (7/114=6,1%). Os principais genes codificadores de FV detectados foram de adesinas (fimH, 114/114=100%; ecpA, 73/114=64,0%; fimA, 36/114=31,6%), resistência ao soro (traT, 93/114=81,6%; ompT, 40/114=35,1%), sideróforos (irp2, 11/114=9,6%) e hemolisina (hlyA, 8/114=7%). Os isolados apresentaram 99,1% (113/114) de resistência in vitro a bacitracina e cloxacilina, 98,2% (112/114) a lincosamina e 54,4% (62/114) a eritromicina. Do total de isolados, 98,2% (n=112/114) foram multirresistentes pelo cálculo do índice de resistência múltipla aos antimicrobianos (IRMA). Não houve diferença estatística significante entre as medianas para motilidade swimming (13,8 mm) e swarming (13,5 mm), bem como para os níveis de gravidade clínica e os genes investigados. A presença de isolados multirresistentes aos antimicrobianos reforça a necessidade do uso racional destes fármacos no tratamento e profilaxia da mastite bovina. A alta frequência de detecção nos isolados dos genes relacionados a resistência ao soro (traT, ompT) e adesão (ecpA); bem como a maior frequência das associações entre os genes fimH, ecpA e traT em vacas com escore 1 (7/45=15%) e 2 (14/62=22,6%) sugerem que os genes traT, ecpA e ompT poderiam servir como biomarcadores de ExPEC em infecções mamárias clínicas em vacas. No entanto, a não significância estatística deste achado indica que outros mecanismos de virulência e fatores ligados a vaca possam estar envolvidos na ocorrência e gravidade clínica da mastite bovina. Na literatura consultada, os genes associados com ExPEC de resistência ao soro ompT, da invasina ibe10 e da adesina ecpA foram investigados pela primeira vez em casos de mastite em vacas nos quais os escores de gravidade clínica foram investigados.
Escherichia coli is the major pathogen involved in the etiology of bovine mastitis from the environment origin. This pathogen is characterized by a complexity of virulence factors (VF). Mammary infections by E. coli has shown a wide range of clinical signs causing changes in milk (score 1 or mild), quarters (score 2 or moderate), and systemic signs (score 3 or severe). Nevertheless, to date, the profile of the genes related to the virulence of this pathogen in mammary infections and the severity scores of the cases are not fully understood. In this scenario, a panel of 18 genes associated with extra-intestinal E. coli (ExPEC) were investigated, in addition to in vitro swimming and swarming motility profile, and antimicrobial susceptibility/resistance pattern among 114 E. coli strains isolated from cows with clinical mastitis showing severity scores 1 (45/114=39.5%), 2 (62/114=54.4%) and 3 (n=7/114=6.1%). The main genes related to VF harbored by isolates were adhesins (fimH, 114/114=100%; ecpA, 73/114=64.0%; fimA, 36/114=31.6%), serum resistance (traT, 93/114=81.6%; ompT, 40/114=35.1%), siderophores (irp2, 11/114=9.6%) and hemolysin (hlyA, 8/114=7%). Among studied isolates, 99.1% (113/114) showed in vitro resistance to bacitracin and cloxacillin, 98.2% (112/114) to lincosamin, and 54.4% (62/114) to erytromycin. Out of the total isolates, 98.2% (112/114) were considered multidrug resistant based on multiple antimicrobial resistance (MAR) index. No statistical difference was observed between swimming (13.8mm) and swarming (13.5mm) motility assays, as well as severity scores of clinical mastitis, and the ExPEC associated genes studied. The multidrug resistance of the isolates highlights the need for responsible use of antimicrobials on therapy and control of bovine mastitis. The high frequencies among isolates of the genes related to serum resitance (traT, ompT) and adhesion of the pathogen (ecpA), in addition to main associations between the genes fimH, ecpA e traT among cows with severity scores 1 (7/45=15%) and 2 (14/62=22.6%), is a circumstantial evidence that the genes traT, ecpA e ompT may be used as biomarkers of ExPEC among xviii clinical mammary infections in cows. Nevertheless, the lack of statistical significance between the genes studied and clinical scores indicates that other virulence properties or factors intimately related to cows might be involved in clinical bovine mastitis and severity of cases. In addition, the genes related to ExPEC ompT (serum resistance), ibe10 (invasins), and ecpA (adhesin) were investigated by first time among cows with mastitis where scores of clinical severity were assessed.

Descrição

Palavras-chave

Mastite ambiental, ExPEC, Mecanismos de virulência, Multirresistência bacteriana, environmental mastitis, mechanisms of virulence, multidrug resistance

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