Comparison of methods for the detection of biofilm formation by Staphylococcus aureus isolated from bovine subclinical mastitis

Biofilm formation is considered to be a selective advantage for Staphylococcus aureus mastitis isolates by facilitating bacterial persistence in the udder. It requires attachment to mammary epithelium, proliferation and accumulation of cells in multilayers. The objective of this study was to determine the sensitivity and specificity of three techniques for the detection of S. aureus biofilm-positive strains. Two phenotypic tests, including growth on microtitre plates and Congo red agar, were compared with a PCR technique using 94 S. aureus strains obtained from cows with subclinical mastitis from two farms in the state of São Paulo. These strains were characterised by in vitro slime production on Congo red agar, biofilm formation on microtitre plates and the presence of the icaA and icaD genes. The results revealed that 85% of the isolates tested produced slime on the Congo red agar, 98.9% of the isolates produced biofilms in vitro by adhering to sterile 96-well "U" bottom polystyrene tissue culture plates, and 95.7% of the isolates carried the icaA and icaD genes. The results of the phenotypic tests for biofilm formation were compared with those of the molecular analysis, and the sensitivity and specificity of the Congo red agar test were 88.9% and 100%, respectively, while those of the microtitre plate test were 100% and 25%, respectively. When the phenotypic methods for the detection of biofilm producers, namely growth on microtitre plates and Congo red agar, were compared, the sensitivity and specificity were 86% and 100%, respectively. Therefore, growth on Congo red agar and the microtitre plate test are methods that could be used to determine whether an isolate has the potential for biofilm production.

Análise fenotípica e molecular da produção de biofilmes por estirpes de Staphylococcus aureus isoladas de casos de mastite subclínica bovina / Phenotypic and molecular analysis of biofilm production by strains of Staphylococcus aureus isolated from cases of bovine subclinical mastitis

A formação de biofilmes é considerada uma vantagem que alguns Staphylococcus aureus isolados de mastite bovina possuem, facilitando a permanência dos mesmos no úbere. Isto requer a adesão das bactérias no epitélio mamário com proliferação e formação de multicamadas de células envolvidas por uma matriz polimérica conhecida como exopolissacarídeo. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de biofilmes das estirpes de S. aureus isoladas de casos mastite subclínica bovina. Estudou-se 94 estirpes de S. aureus obtidas do leite de vacas com mastite subclínica oriundas de duas propriedades rurais no estado de São Paulo. Essas estirpes foram caracterizadas quanto a produção de biofilmes pelos testes de aderência em microplacas e pela presença dos genes icaA e icaD responsáveis pela produção do polissacarídeo de adesão intercelular. Os resultados obtidos revelaram que no teste de aderência em placas, 98,9% das estirpes produziram biofilme e a presença dos genes icaA e icaD foi encontrada em 95,7% das estirpes de S. aureus. Bactérias produtoras de biofilmes no epitélio mamário diminuem a efetividade dos antimicrobianos, por isso a detecção de S. aureus produtoras de biofilmes têm importância no entendimento da patogenia desse agente, além de permitir uma melhor adoção de medidas de prevenção e controle.

Biofilm formation is considered an advantage for Staphylococcus aureus mastitis isolates, facilitating bacterial persistence in the udder. It requires attachment to mammary epithelium, proliferation and accumulation of cells in multilayers and enclosing in a polymeric matrix known as exopolysaccharide. The objective of this study was to evaluate the ability of Staphylococcus aureus isolated from bovine subclinical mastitis for formation of biofilms. A total of 94 Staphylococcus aureus strains obtained from milk samples of cows suffering from subclinical mastitis in dairy herds on two properties in the state of São Paulo were evaluated. These strains were characterized by in vitro biofilm formation, and by the presence of icaA and icaD genes which are responsible for intercellular adhesion. The results revealed that 98.9% of the isolates produced biofilm in vitro by adherence in sterile 96-well "U" bottom polystyrene tissue culture plates; 95.7% of the isolates possessed the icaA and icaD genes. These bacterial isolates biofilm producers may impair eradication of chronic mastitis, rendering antibiotherapy less effective. The detection of biofilm forming ability in mastitis isolates may provide useful information for more adequate therapeutic regimen and for preventive actions in the control of those bacterial isolates in bovine herds.

Occurrence of staphylococcus aureus in raw milk produced in dairy farms in São Paulo state, Brazil

The objective of the present study was to evaluate the occurrence of Staphylococcus aureus in milk produced in 37 farms located in the regions of Ribeirão Preto and São Carlos, state of São Paulo, Brazil. Two-hundred and eight samples of milk from individual cows showing subclinical mastitis, and 37 samples of bulk tank milk were analyzed. S. aureus strains were detected in 18 (7.3 percent) milk samples: 14 (6.7 percent) from samples of individual cows, and 4 (10.8 percent) from bulk tank milk. Two individual milk samples (14.3 percent) and two bulk milk samples contained enterotoxigenic S. aureus. PFGE analysis revealed the genetic heterogeneity of the strains isolated from raw milk, which presented to 13 S. aureus patterns. Results confirmed the potential transmission of staphylococcal food poisoning to consumers via milk of cows affected by subclinical mastitis, mainly when raw milk is ingested.

Staphylococcus aureus portadores de genes de toxinas isolados em amostras de diferentes fontes de transmissão durante a ordenha / Toxin gene-carrier Staphylococcus aureus isolated from diverse transmission sources during the milking

No presente estudo foi analisada a bactéria S. aureus isolada de diferentes fontes de transmissão durante a ordenha de vacas por meio de técnica de amplificação de genes da toxina. As amostras de leite e do sóstios foram obtidas antes da ordenha dos animais e as de teteiras antes e durante a ordenha sob diferentes condições climáticas. A análise dos genes das enterotoxinas A a D e da toxina da síndrome do choque tóxico foi efetuada por meio de técnica de amplificação das respectivas sequências codificadoras. O genes e a foi o mais prevalente dentre os pesquisados e a maioria dos isolados foi detectada em amostras de leite de quartos mamários com mastite. A presença de genes de toxinas estafilocócicas em S. aureus isolados de diferentes fontes de transmissão dentro da cadeia epidemiológica da mastite bovina evidencia a possibilidade de veiculação desse micro-organismo por meio de leite contaminado e que pode representar riscos à saúde pública.

Investigação de perfis de resistência aos antimicrobianos em Staphylococcus aureus isolados na ordenha de vacas em lactação / Investigation of the antimicrobial resistance patterns in Staphylococcus aureus isolated in the milking of cows in the lactation

Os perfis de resistência de Staphylocccus aureus isolados a partir do leite de vacas com mastite, óstios papilares dos tetos e das teteiras foram estudados. As amostras de leite...

Variabilidades fenotípica e genotípica de estirpes de Staphylococcus aureus isoladas em casos de mastite subclínica bovina / Phenotypic and genotypic variabilities of Staphylococcus aureus strains isolated from bovine subclinical mastitis

Foram submetidas a PCR-Ribotipagem e aos testes de sensibilidade in vitro frente a 12 antimicrobianos 77 estirpes de Staphylococcus aureus isoladas em amostras de leite procedentes de 40 vacas da raça holandesa que apresentaram mastite subclínica, em uma propriedade rural localizada no Estado de São Paulo, Brasil. Os resultados obtidos revelaram quatro diferentes padrões de resistência a antimicrobianos, sendo observada a predominância de resistência à lincomicina entre 19 (24,7 por cento) estirpes de S.aureus. As 58 (75,3 por cento) estirpes restantes foram sensíveis aos 12 antimicrobianos testados. A PCR-ribotipagem revelou a ocorrência de nove padrões genotípicos distintos, além de apresentar uma capacidade discriminatória maior (D = 0,82) que a obtida nos antibiogramas (D = 0,42). Entre as 19 estirpes resistentes aos antimicrobianos, 14 (73,7 por cento) foram agrupadas em três padrões de ribotipagem e, destas, 13 (92,9 por cento) apresentaram resistência à eritromicina e à lincomicina, isoladamente ou em associação. O grande número de ribotipos e de padrões de resistência a antimicrobianos observados nesta propriedade demonstrou que há grande heterogeneidade genética em populações naturais de S. aureus, fato este que deve ser levado em consideração em programas de controle da mastite bovina.