Identificação de grupos clonais, resistência aos antimicrobianos e presença de genes associados à formação de biofilmes (icaA e icaD) em Staphylococcus aureus isolados de propriedades produtoras de leite bovino

Abstract

Staphylococcus aureus destaca-se como principal micro-organismo associado à mastite bovina contagiosa, sendo que as infecções crônicas podem ser causadas pelo crescimento bacteriano na forma de biofilmes, o que pode estar associado à persistência desta bactéria na glândula mamária e à resistência a diversos antimicrobianos. Estudos epidemiológicos empregando técnicas como a macrorestrição seguida de eletroforese em campo pulsado (PFGE) têm sido realizados, com a finalidade de identificar clones e caracterizar as infecções por S. aureus. Os objetivos deste estudo foram: avaliar a frequência de isolamento de S. aureus em amostras de leite colhidas periodicamente em um grupo de propriedades leiteiras do Vale do Taquari, RS; avaliar o perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos dos isolados de S. aureus identificados; classificar esses isolados em grupos clonais; avaliar a distribuição e a permanência dos grupos clonais nas propriedades leiteiras ao longo do tempo, além de verificar a presença de genes relacionados à formação de biofilmes (icaA e icaD). Foram colhidas amostras de leite de todas as vacas em lactação de 21 propriedades, amostradas semestralmente durante dois anos, totalizando 1060 amostras. A presença de S. aureus nas amostras foi detectada por isolamento e a identificação foi realizada de acordo com o National Mastitis Council. Isolados confirmados foram testados, pela técnica de disco difusão em ágar, quanto à suscetibilidade frente a treze antimicrobianos. Os isolados também foram submetidos à macrorrestrição do DNA total – PFGE e posteriormente testados pela PCR para detecção dos genes icaA e icaD. Das 1060 amostras avaliadas, 395 não apresentaram crescimento bacteriano. Staphylococcus sp. coagulase negativa foram identificados em 262 amostras, seguido de 136 amostras em que identificou-se S. aureus. A frequência de isolamento de S. aureus variou de 3,45% a 70,59% nas 17 propriedades em que este agente estava presente. No teste de suscetibilidade aos antimicrobianos, a maioria (75,7%) dos 132 isolados testados apresentaram perfil de sensibilidade, sendo a resistência mais frequente à penicilina (18,2%) e ampicilina (14,4%). Em apenas 27,3% dos isolados detectou-se os genes associados à formação de biofilmes pesquisados, sendo o gene icaD o mais prevalente, seguido da presença de ambos os genes. Os 122 isolados clivados pela enzima SmaI e submetidos à PFGE foram classificados em 38 grupos clonais. Observaram-se poucos grupos clonais persistentes, pois somente seis foram descritos consecutivamente em pelo menos duas coletas. O grupo clonal 16 foi o mais prevantente, apresentando isolados em uma mesma propriedade ao longo de dois anos. Conclui-se que Staphylococcus aureus está presente na glândula mamária de bovinos em lactação em pequenas propriedades da região. Esses isolados apresentam baixa frequência de resistência aos antimicrobianos. Há uma grande variabilidade de pulsotipos entre os isolados presentes nessas propriedades, porém poucos grupos clonais persistem nas propriedades amostradas. Não foi possível associar a permanência dos grupos clonais nos rebanhos à presença dos genes icaA e icaD ou ao perfil de resistência a antimicrobianos.

Staphylococcus aureus stands out as the main microorganism associated with bovine contagious mastitis, whereas chronic infections can be caused by bacterial growth in the form of biofilms, which can be associated with the persistence of the bacteria in the mammary gland and resistance to various antibiotics. Epidemiological studies employing techniques such as macrorestriction followed by pulsed field gel electrophoresis (PFGE) have been carried out, aiming to identify clones and characterize S. aureus infections. The objectives of this study were: to assess the frequency of S. aureus isolation in milk samples collected periodically in a group of dairy farms from Taquari Valley, RS; evaluate the profile of antimicrobial susceptibility of S. aureus identified isolates; classify these isolates in clonal groups; assess the distribution and retention of clonal groups in dairy herds over time and to verify the presence of genes related to biofilm formation (icaA and icaD). Milk samples were collected from all lactating cows from 21 properties that were sampled every six months for two years, totaling 1060 samples. The presence of S. aureus in the samples was detected by isolation and the identification was performed according to National Mastitis Council. Confirmed isolates were tested for susceptibility to thirteen antimicrobial by disk diffusion technique in agar. The isolates also underwent macro-restriction of total DNA - PFGE and were subsequently tested by PCR for detection of genes icaA and icaD. Of the 1060 samples tested, 395 showed no bacterial growth. Staphylococcus sp. coagulase-negative samples were identified at 262, followed by 136 samples in which S. aureus was identified. The frequency of isolation of S. aureus ranged from 3.45% to 70.59% in 17 properties wherein this agent was present. In antimicrobial susceptibility testing, the majority (75.7%) of the 132 isolates tested showed sensitivity profile, being most frequent resistance to penicillin (18.2%) and ampicillin (14.4%). In only 27.3% of the isolates were detected genes associated with biofilm formation surveyed and icaD was the most prevalent, followed by the presence of both genes. The 122 isolates cleaved by SmaI and submitted for PFGE were classified into 38 clonal groups. There were few persistent clonal groups, because only six groups were described consecutively in at least two collections. The clonal group 16 was the most prevalent, presenting isolates at the same property over two years. Is conclusive that Staphylococcus aureus is present in the mammary gland of lactating cattle on small farms in the region. These isolates have low frequency of antimicrobial resistance. There is great variability of pulsotypes among isolates in those properties, but few clonal groups persist in the sampled properties. It was not possible to associate the permanence of clonal groups in herds to the presence of icaA and icaD or to the profile of antimicrobial resistance.