Risk factors associated with the antimicrobial resistance of Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis / Fatores de risco associados com a resistência antimicrobiana de Staphylococcus aureus isolados da mastite bovina

The objective of this study was to evaluate herd management practices and mastitis treatment procedures as risk factors associated with Staphylococcus aureus antimicrobial resistance. For this study, 13 herds were selected to participate in the study to evaluate the association between their management practices and mastitis treatment procedures and in vitro antimicrobial susceptibility. A total of 1069 composite milk samples were collected aseptically from the selected cows in four different periods over two years. The samples were used for microbiological culturing of S. aureus isolates and evaluation of their antimicrobial susceptibility. A total of 756 samples (70.7%) were culture-positive, and S. aureus comprised 27.77% (n=210) of the isolates. The S. aureus isolates were tested using the disk-diffusion susceptibility assay with the following antimicrobials: ampicillin 10mg; clindamycin 2μg; penicillin 1mg; ceftiofur 30μg; gentamicin 10mg; sulfa-trimethoprim 25μg; enrofloxacin 5μg; sulfonamide 300μg; tetracycline 30μg; oxacillin 1mg; cephalothin 30μg and erythromycin 5μg. The variables that were significantly associated with S. aureus resistance were as follows: the treatment of clinical mastitis for ampicillin (OR=2.18), dry cow treatment for enrofloxacin (OR=2.11) and not sending milk samples for microbiological culture and susceptibility tests, for ampicillin (OR=2.57) and penicillin (OR=4.69). In conclusion, the identification of risk factors for S. aureus resistance against various mastitis antimicrobials is an important information that may help in practical recommendations for prudent use of antimicrobial in milk production.

Objetivou-se com este estudo avaliar os fatores de risco associados às práticas de manejo e tratamento de mastite e a resistência aos antimicrobianos de Staphylococcus aureus isolados de vacas com mastite. Foram selecionados para o presente estudo 13 rebanhos localizados na região de Pirassununga/SP. Foi aplicado um questionário contendo informações para o levantamento de fatores de risco relacionados à resistência aos antimicrobianos e às práticas de manejo e tratamento de mastite. Após a seleção dos rebanhos e aplicação dos questionários, foram utilizados 210 isolados de S. aureus de amostras compostas de leite coletadas durante 24 meses, em quatro períodos, para realização dos testes de resistência. Os antimicrobianos testados foram: ampicilina 10µg, clindamicina 2µg, penicilina 1µg, eftiofour 30µg, gentamicina 10µg, sulfatrimetropin 25µg, enrofloxacina 5µg, sulfonamida 300µg, tetraciclina 30µg, oxacilina 1µg, cefalotina 30µg e eritromicina 5µg. As variáveis que foram significativamente associadas à resistência de S. aureus foram: o tratamento da mastite clínica para ampicilina (OR = 2,18), o tratamento da vaca seca para enrofloxacina (OR=2,11), e o não envio de amostras de leite para a cultura microbiológica e testes de sensibilidade, para ampicilina (OR=2,57) e penicilina (OR=4,69). Em conclusão, a identificação dos fatores de risco para a resistência S. aureus frente aos principais agentes antimicrobianos, utilizados para tratamento da mastite, pode auxiliar o estabelecimento do uso prudente de antimicrobianos na produção de leite.

Relação da idade na presença de bactérias resistentes a antimicrobianos em rebanhos leiteiros no Rio Grande do Sul / Age related to the presence of antimicrobial resistant bacteria in twenty one dairy herds in Rio Grande do Sul, Brazil

[...] As bactérias foram isoladas de amostras de leite compostas de todos os quartos mamários de cada vaca após descartar os primeiros três ou quatro jatos de leite. Para acessar os potenciais fatores de risco, características dos animais foram obtidas através de uma entrevista com os produtores. Os exames laboratoriais foram realizados de acordo com as recomendações do National Mastitis Council. Um total de 242 isolados foi obtido de 195 vacas a partir da amostra do rebanho total (251 vacas). A prevalência de infecções foi descrita em grupos de acordo com o perfil epidemiológico: bactérias ambientais, contagiosas e outras. Estas perfizeram 57,3 por cento, 26,3 por cento e 11,2 por cento, respectivamente, dos animais amostrados. Testes de suscetibilidade antimicrobiana contra 12 diferentes antimicrobianos foram realizados em 159 isolados. No total, 30 por cento dos isolados testados mostraram resistência a pelo menos três grupos diferentes de antimicrobianos e foram classificados como multirresistentes. Foram observadas as freqüências mais elevadas de resistência contra a ampicilina para os estafilococos coagulase-negativo, seguida de eritromicina para estafilococos coagulase-positivo e tetraciclina para estreptococos. A análise de regressão logística mostrou uma relação significativa entre a idade das vacas e a presença de estafilococos coagulase-positivo multirresistentes e distribuição de classes diferentes de bactérias nos diferentes estratos etários, o que sugere uma concorrência dinâmica ao longo do tempo (p < 0,05). Animais com três a quatro anos tiveram 13,7 vezes mais chances (IC95 por cento 1,4 - 130,2, p = 0,02) de ter estafilococos coagulase-positivo multirresistentes em comparação com aqueles com dois ou três anos. O tempo de exposição a agentes infecciosos e consequentes terapias sugere uma maior chance de colonização do úbere por patógenos resistentes devido à pressão de seleção repetida durante a vida.

[...] Bacteria were isolated from composite milk samples obtained from all quarters of each cow after discarding the initial three or four streams of milk. To access potential risk factors, animal characteristics were obtained through an interview with the producers. Laboratory tests were done according to National Mastitis Council recommendations. A total of 242 isolates was obtained from 195 cows out of 251 cows sampled. The prevalence of animal infections was described in groups according to the epidemiological profile: environmental, contagious and other bacteria. These were 57.3 percent, 26.3 percent and 11.2 percent, respectively of the sampled animals. Antimicrobial susceptibility tests against 12 different antimicrobials were performed in 159 isolates. Altogether, 30 percent of the isolates tested showed resistance to at least three different antimicrobial groups and were classified as multidrug-resistant. Higher frequencies of resistance were observed against ampicillin to coagulase-negative staphylococci, followed by erythromycin to coagulase-positive staphylococci and tetracycline to streptococci. The logistic regression analysis showed a significant relationship between age of the cows and presence of multidrug-resistant coagulase-positive staphylococci and distribution of different class of bacteria, suggesting a competition dynamic throughout the ages (p < 0.05). Animals with three to four years old had 13.7 times more chances (IC95 percent 1.4 - 130.2; p = 0,02) to have multidrug-resistant coagulase-positive staphylococci compared to those with two to three years. Time of exposure to infectious agents and consequent therapies suggests a greater chance of udder's colonization by resistant pathogens due to repeatedly selection pressure during lifetime.

Uso de PCR e sequenciamento do rDNA 16S para identificação de bactérias do gênero staphylococcus isoladas de mastite bovina / Identification of staphylococcus strains isolated from bovine mastitis by PCR and 16S rDNA sequencing

O objetivo deste trabalho foi identificar espécies de Staphylococcus (n=100) isoladas de mastite em rebanhos bovinos do Estado de Minas Gerais. Para esta finalidade foram utilizadas reações de PCR empregando oligonucleotídeos iniciadores descritos anteriormente para amplificar genes específicos de S. aureus (femA), S. intermedius (rDNA 16S) e S. hyicus (rDNA 16S-23S) e o sequenciamento do rDNA 16S. De acordo com as reações de PCR, 83 isolados foram identificados como S. aureus, 13 isolados como S. intermedius, dois como S. hyicus e dois isolados não foram identificados. Foram submetidos ao sequenciamento do rDNA 16S seis isolados identificados como S. aureus e os 17 restantes. Os seis isolados identificados como S. aureus confirmaram essa identificação. Dos outros 17 isolados, 13 foram identificados como S. chromogenes e quatro como S. hyicus, com similaridade igual ou superior a 99%. Baseando-se nos resultados da reação de PCR do gene femA e do sequenciamento do rDNA 16S, foram identificados 83 S. aureus, 13 S. chromogenes e quatro S. hyicus. Neste estudo os oligonucleotídeos iniciadores empregados na reação de PCR para S. intermedius não foram específicos, pois amplificaram também S. chromogenes; e os empregados na reação de PCR para S. hyicus não foram sensíveis, pois falharam na identificação de dois isolados de S. hyicus. A identificação definitiva das duas últimas espécies somente foi possível pelo sequenciamento do rDNA 16S.

The objective of this study was to identify the species of 100 isolates of Staphylococcus from mastitis in dairy cows from herds located in the state of Minas Gerais, Brazil. PCR reactions were carried out using specific primers described previously for S. aureus (femA gene), S. intermedius (16S rDNA) and S. hyicus (16S-23S rDNA spacer region). In addition, products of amplification of variable regions of the 16S rDNA gene of the strains were sequenced. According to the results of the PCR, 83 strains were identified as S. aureus, 13 as S. intermedius, two as S. hyicus and two isolates were not identified. The sequencing of 16S rDNA was applied to 23 strains identified by PCR amplifications: six S. aureus and the strains identified as S. intermedius (n=13), S. hyicus (n=2) or not identified (n=2). The sequencing of 16S rDNA confirmed the six strains as S. aureus. The others 17 strains were identified as S. chromogenes (13 isolates) and S. hyicus (four isolates). Each sample was related to a specie according to the smallest E-value and highest similarity (≥ 99%). The identification of S. hyicus and S. chromogenes was accomplished only by 16S rDNA sequencing.