First report of the prevalence of Shiga toxinproducing Escherichia coli in ground beef in Quindío, Colombia

Introduction. Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) is a foodborne pathogen associated with clinical cases of diarrhea in humans. Its main virulence factors are the Shiga toxins (Stx1 and Stx2). Cattle are the main reservoir of STEC, and many outbreaks in humans have been related to the consumption of undercooked ground beef contaminated with this pathogen. Objective. To determine the prevalence of STEC in ground beef commercialized in all the butcher shops of a township in the department of Quindío and to characterize the virulence genes of the strains found. Materials and methods. Thirty ground beef samples were taken in three different times; stx genes and other STEC virulence factors (eae, ehxA, saa) were detected by multiplex PCR. Results. The overall prevalence of STEC was 33.33 % (10/30 positive samples). We isolated eight non-O157 (LEE-negative) strains with four different genetic profiles: stx 2 / stx 2-ehxA-saa / stx 1-stx 2-ehxA-saa / stx 1-saa. Conclusion. This is the first report on the prevalence of STEC in ground beef in a township in the department of Quindío.

Introducción. Escherichia coli productora de toxina Shiga (STEC) es un agente patógeno de origen alimentario asociado a casos clínicos de diarrea en humanos; sus principales factores de virulencia son las toxinas Shiga (Stx1 y Stx2). El principal reservorio de STEC es el ganado bovino y muchos brotes en humanos se han relacionado con el consumo de carne mal cocida contaminada con este agente patógeno. Objetivo. El objetivo de este trabajo fue determinar la prevalencia de STEC en carne molida comercializada en todas las carnicerías de un municipio del departamento del Quindío y caracterizar los genes de virulencia de las cepas encontradas. Materiales y métodos. Se tomaron 30 muestras de carne molida en tres momentos diferentes; se detectaron los genes stx y otros factores de virulencia de STEC (eae, ehxA, saa) mediante PCR Multiplex. Resultados. Los resultados mostraron una prevalencia global de STEC del 33,33 % (10/30 muestras positivas). En total se aislaron ocho cepas STEC no-O157 (LEE-negativas) con cuatro perfiles genéticos diferentes: stx 2 / stx 2-ehxA-saa / stx 1-stx 2-ehxA-saa / stx 1-saa. Conclusión. Este es el primer reporte que muestra la prevalencia de STEC en carne molida en un municipio del departamento del Quindío.

Occurrence of Shiga-toxigenic Escherichia coli in Stomoxys calcitrans (Diptera: Muscidae) / Ocorrência de Escherichia coli Shiga-Toxigênica em Stomoxys calcitrans (Diptera: Muscidae)

This study aimed to verify the occurrence of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strains in three distinct anatomic parts of the stable fly Stomoxys calcitrans by multiplex polymerase chain reaction (PCR Multiplex). According to the results obtained, E. coli was identified in 19.5% of the stable flies. Shiga toxin genes were detected in 13% of the E. coli isolated, most frequently from the surface, followed by abdominal digestive tract and mouth apparatus of insects, respectively. This is the first study to detect presence of STEC in Stomoxys calcitrans in Brazil; it has also revealed the potential role of stable flies as carriers of pathogenic bacterial agents.

Este estudo teve por objetivo avaliar a ocorrência de Escherichia coli Shiga-Toxigênica (STEC) em três diferentes partes anatômicas da mosca dos estábulos pela Reação de Polimerase em Cadeia Multiplex (PCR Multiplex). De acordo com os resultados obtidos, foi identificada E. coli em 19,5% das moscas dos estábulos colhidas. Foram detectados genes de produção de Shiga toxina em 13,63% das Escherichia coli isoladas, sendo mais frequente a superfície externa, seguido pelo trato digestivo abdominal e pelo aparelho bucal, respectivamente. Este foi o primeiro estudo no Brasil que detectou a presença de STEC em Stomoxys calcitrans e revelou o potencial papel da mosca dos estábulos em carrear um agente bacteriano patogênico.

Caracterização molecular de amostras de Escherichia coli carreadoras dos genes stx isoladas de bovinos nos estados de Rondônia e do Rio de Janeiro / Molecular characterization of Escherichia coli carrier of stx genes isolated from cattle in the states of Rondônia and Rio de Janeiro

Escherichia coli produtora da toxina Shiga (STEC) é agente de diarreia esporádica e de epidemias, podendo ocasionar quadros clínicos graves em seres humanos. A habilidade de STEC em causar doenças severas em seres humanos está relacionada com a sua capacidade de secretar as toxinas Stx1, Stx2 e/ou variantes toxigênicas. Outro fator de virulência de STEC é a intimina, codificada pelo gene eae e associada com aderência íntima, inicialização das vias de transdução de sinais e formação da lesão intestinal íntima. Algumas STEC também produzem enterohemolisina, codificada pelo gene ehxA, que tem sido associada com doença severa em seres humanos. Bovinos constituem seu principal reservatório assumindo papel relevante na infecção dos seres humanos. Características de manejo do animal sugerem conferir fatores de risco para a excreção desses patógenos. O objetivo desse estudo foi investigar a prevalência e as características biogenéticas de Escherichia coli carreadora dos genes stx (STEC), isoladas de amostras fecais de bovinos, com e sem diarréia, de regiões agropecuárias localizadas nos estados do Rio de Janeiro e Rondônia. Para atingir a presente proposta, 301 isolados de E. coli provenientes de ambas as regiões, foram submetidos a análises moleculares baseadas em ensaios de amplificação visando o diagnóstico de E. coli carreadora do gene stx, seu potencial de patogenicidade e diversidade genética. (...)

A análise do genoma total empregando ensaios de amplificação randômica do DNA polimórfico revelou uma elevada diversidade genética entre as amostras de E. coli carreadoras do gene stx sugerindo constituir uma população bacteriana de origem não-clonal. Nossos resultados nos levam a concluir que a maior prevalência de STEC em Rondônia, possivelmente reflete as condições mais precárias de suas propriedades rurais. O isolamento de STEC de bovinos clinicamente sadios reforça o reconhecido papel desses animais como reservatórios assintomáticos. Nossos resultados contribuíram para o esclarecimento sobre a epidemiologia das STEC em especial, no estado de Rondônia, onde as informações sobre a circulação deste patógeno ainda são limitadas. Esses achados salientam a necessidade de manter uma vigilância epidemiológica ativa, em especial no que diz respeito a estudos sobre reservatórios e atributos de virulência bacteriana.

Escherichia coli verotoxigénica: modelo cuantitativo de exposición y escenarios de riesgos en canales bovinas en Argentina / Verotoxin-producing Escherichia coli: quantitative model of exposure and risk scenarios in cattle carcasses in Argentina

OBJETIVOS: Cuantificar la contaminación por Escherichia coli verotoxigénica asociada con el síndrome urémico hemolítico (ECvt-SUH) en las canales de ganado bovino y generar estimaciones de exposición en tres escenarios probables. MÉTODOS: Se modeló la frecuencia y la magnitud de la contaminación por ECvt-SUH desde la producción primaria hasta la salida de las canales del frigorífico, a partir de la información científica publicada y datos epidemiológicos y de expertos locales. Las distribuciones de la probabilidad que mejor describieron cada paso del proceso y los escenarios se incorporaron en el programa @Risk®, con simulaciones múltiples mediante el análisis Monte Carlo. Para el análisis de sensibilidad se aplicó la prueba de correlación de Pearson. RESULTADOS: La frecuencia estimada de canales con ECvt-SUH fue 0,37 (IC95 por ciento: 0,26 a 0,58) y la carga final de ECvt-SUH fue 0,47 log ufc/canal (IC95 por ciento: -2,46 a 3,62). Las variables más fuertemente relacionadas fueron: el sistema de engorde (r = -0,681) y la concentración teórica de ECvt-SUH en la piel de los bovinos (r = 0,702). La vacunación de los animales redujo en 54,1 por ciento la frecuencia de ECvt-SUH en las canales, aunque la carga final de ECvt-SUH no sufrió cambios significativos. El duchado de las canales redujo la carga final en 0,42 log ufc/canal con respecto al modelo basal, sin modificar la frecuencia. Un incremento en la proporción de animales engordados en corrales hasta 50-60 por ciento aumentaría un 15-23 por ciento la frecuencia de canales contaminadas con ECvt-SUH. CONCLUSIONES: La vacunación de los animales resultó el escenario más eficaz para reducir el ingreso de la bacteria en la cadena agroindustrial de la carne bovina. La intensificación de la producción ganadera incrementará el riesgo a la salud pública por una mayor exposición a ECvt-SUH.

OBJECTIVES: Quantify contamination by verotoxin-producing Escherichia coli associated with hemolytic uremic syndrome (VTEC-HUS) in cattle carcasses and generate estimates of exposure in three likely scenarios. METHODS: A model was constructed of the frequency and magnitude of VTEC-HUS contamination from primary production to the removal of the carcasses from cold storage, based on the published scientific information, epidemiological data, and information from local experts. The probability distributions that best described each step in the process and scenarios were input to the @Risk® program with multiple simulations using Monte Carlo analysis. Pearson´s correlation test was used for the sensitivity analysis. RESULTS: The estimated frequency of carcasses with VTEC-HUS was 0.37 (95 percent CI: 0.26 to 0.58) and the final load of VTEC-HUS was 0.47 log CFU/carcass (95 percent CI: -2.46 to 3.62). The most closely related variables were the fattening system (r = -0.681) and the theoretical concentration of VTEC-HUS on the cattle's skin (r = 0.702). Vaccinating the animals reduced the frequency of VTEC-HUS in the carcasses by 54.1 percent, although there were no significant changes in the final VTEC-HUS load. Washing the carcasses reduced the final load by 0.42 log CFU/carcass compared with the baseline model, without any change in the frequency. A 50 percent-60 percent increase in the percentage of animals fattened in pens would increase the frequency of carcasses contaminated with VTEC-HUS by 15 percent-23 percent. CONCLUSIONS: Vaccinating the animals was the most effective scenario for reducing introduction of the bacteria in the beef production chain. Intensifying livestock production will increase the public health risk due to greater exposure to VTEC-HUS.