Pathological, microbiological and immunohistochemical characterization of avian colibacillosis in broiler chickens of Mozambique

ABSTRACT: Avian colibacillosis is an acute and globally occurring infectious disease of domestic and wild birds caused by Escherichia coli, and it is associated with considerable economic losses mainly due to the morbidity and mortality associated. The present study aimed to describe the pathological, bacteriological and immunohistochemical aspects of avian colibacillosis in broiler chickens of Mozambique. Forty-nine broiler chicken presented anorexia, decreased weight gain, ataxia, diarrhea, dyspnea, and death in a clinical course of 3-5 days. The birds were raised in five farms (small, medium and large farms) with manual and automatic breeding system, with flocks ranging from 100 to 20,000 birds. At the necropsy, all birds had poor body condition, and the pericardium and the Glissons capsule of all avian exhibited different degrees of adherence often associated with severe fibrin deposition. The thoracic and abdominal air sacs were thickened and adhered to the costal wall. Mild, moderate or marked hepatomegaly associated with white pinpoint multifocal areas (100%, 49/49) and mild to moderate splenomegaly in 75.5% (37/49) with a mottled surface were observed. The lungs and kidney were enlarged and reddish. Histologically, a multiorgan fibrinoheterophilic polyserositis was observed in 75.5% of the cases (37/49), which were characterized by inflammatory infiltrates composed mainly of degenerative heterophils, macrophages and plasma cells, associated with fibrin deposits and intermixed by coccobacillary bacterial basophilic aggregates. These affected mainly the pericardium (28.6%, 14/49), the pleura (18.4%, 9/49), the Glissons capsule (10.2%, 5/49), the ventriculus (10.2, 5/33), and the proventriculus (8.2%, 4/49) serosa. Multifocal to coalescing areas of coagulative necrosis associated with similar inflammatory cells were observed mainly in the spleen (28.6%, 14/49), liver (24.5%, 12/49), and intestines (22.4%, 11/49). A similar infiltrate was also observed affecting the the lungs (16.3%, 8/49), the kidney (16.3%, 8/49) and the myocardium (14.3%, 7/49). Isolation and identification of E. coli was obtained in 12 cases through bacterial culture. Some organs (2 cases of each farms) were selected and submitted to immunohistochemistry anti-E. coli, and a positive stain was observed in all tested cases in liver (3/3), heart (4/4), spleen (1/1), lungs (4/4), intestines (4/4), bursa of Fabricius (1/1), ventriculus (1/1), and proventriculus (1/1) tissue sections. These results demonstrate that E. coli was the cause of mortality in these birds. Therefore, biosecurity and management measures should be employed to prevent and control the disease occurrence in Mozambiques poultry farming.

RESUMO: A colibacilose aviária é uma doença aguda de ocorrência mundial que acomete aves domésticas e silvestres, causada por Escherichia coli e resulta em perdas econômicas consideráveis devido à elevada morbidade e mortalidade das aves. O presente estudo teve o objetivo de descrever os aspectos patológicos, bacteriológicos e imuno-histoquímicos de colibacilose aviária em frangos de corte de Moçambique. Um total de 49 frangos de corte apresentaram anorexia, baixo ganho de peso, ataxia, diarreia, dispneia e morte em um curso clínico de 3 a 5 dias. As aves eram provenientes de 5 granjas (pequenas, média e grandes), com sistema de criação manual e automático, com rebanhos que variavam de 100 a 20.000 aves. À necropsia, todas as aves exibiam condição corporal ruim a caquética, além de pericárdio e cápsula de Glisson de todas aves (100%; n=49) com diferentes graus de aderência e deposição de fibrina de forma difusa acentuada. Os sacos aéreos torácicos e abdominais estavam espessados e aderidos à parede costal. Foi observado ainda hepatomegalia discreta, moderada a severa frequentemente associada com áreas multifocais puntiformes brancacentas (100%; 49/49), e esplenomegalia discreta a moderada, associado a áreas multifocais moteadas (75,5%; 37/49). Os pulmões e rins estavam aumentados e com coloração avermelhada. Histologicamente, observou-se majoritariamente serosite fibrinoheterofílica em 75,5% dos casos (37/49), caracterizadas por infiltrado inflamatório composto por heterófilos degenerados, macrófagos, linfócitos e plasmócitos, com deposição de fibrina entremeada por uma miríade de estruturas bacterianas cocobacilares. Esta lesão foi observada principalmente em pericárdio (28,6%; 14/49), pleura (18,4%; 9/49), cápsula de Glisson (10,2%; 5/49), ventrículo (10,2; 5/33) e em proventrículo (8,2%; 4/49). Áreas multifocais a coalescentes de necrose de coagulação associada a infiltrado inflamatório semelhante ao descrito foi observado principalmente no baço (28,6%; 14/49), fígado (24.5%; 12/49), e intestinos (8,2%; 4/49). Um infiltrado inflamatório semelhante também foi visualizado em pulmões (16,3%; 8/49), rins (16,3%; 8/49) e miocárdio (14,3%; 7/49), Colônias puras de E. coli foram identificadas e isoladas em 12 casos. Alguns órgãos (2 de cada granja) foram submetidos ao exame imuno-histoquímico anti-E. coli e marcação positiva foi visualizada em todos casos testados, como em fígado (3/3), coração (4/4), baço (1/1), pulmão (4/4), intestinos (4/4), bursa de Fabricius (1/1), rim (1/1), ventrículo (1/1) e proventrículo (1/1). Estes resultados demonstram que E. coli foi a causa de morte destas aves. Sendo assim, a adoção de boas medidas de biosseguridade e de manejo são indispensáveis para a prevenção e controle da ocorrência da doença nas granjas de frango de corte de Moçambique.

Pathological, microbiological and immunohistochemical characterization of avian colibacillosis in broiler chickens of Mozambique / Caracterização patológica, microbiológica e imuno-histoquímica de colibacilose em frangos de corte de Moçambique

Avian colibacillosis is an acute and globally occurring infectious disease of domestic and wild birds caused by Escherichia coli, and it is associated with considerable economic losses mainly due to the morbidity and mortality associated. The present study aimed to describe the pathological, bacteriological and immunohistochemical aspects of avian colibacillosis in broiler chickens of Mozambique. Forty-nine broiler chicken presented anorexia, decreased weight gain, ataxia, diarrhea, dyspnea, and death in a clinical course of 3-5 days. The birds were raised in five farms (small, medium and large farms) with manual and automatic breeding system, with flocks ranging from 100 to 20,000 birds. At the necropsy, all birds had poor body condition, and the pericardium and the Glisson's capsule of all avian exhibited different degrees of adherence often associated with severe fibrin deposition. The thoracic and abdominal air sacs were thickened and adhered to the costal wall. Mild, moderate or marked hepatomegaly associated with white pinpoint multifocal areas (100%, 49/49) and mild to moderate splenomegaly in 75.5% (37/49) with a mottled surface were observed. The lungs and kidney were enlarged and reddish. Histologically, a multiorgan fibrinoheterophilic polyserositis was observed in 75.5% of the cases (37/49), which were characterized by inflammatory infiltrates composed mainly of degenerative heterophils, macrophages and plasma cells, associated with fibrin deposits and intermixed by coccobacillary bacterial basophilic aggregates. These affected mainly the pericardium (28.6%, 14/49), the pleura (18.4%, 9/49), the Glisson's capsule (10.2%, 5/49), the ventriculus (10.2, 5/33), and the proventriculus (8.2%, 4/49) serosa. Multifocal to coalescing areas of coagulative necrosis associated with similar inflammatory cells were observed mainly in the spleen (28.6%, 14/49), liver (24.5%, 12/49), and intestines (22.4%, 11/49). A similar infiltrate was also observed affecting the the lungs (16.3%, 8/49), the kidney (16.3%, 8/49) and the myocardium (14.3%, 7/49). Isolation and identification of E. coli was obtained in 12 cases through bacterial culture. Some organs (2 cases of each farms) were selected and submitted to immunohistochemistry anti-E. coli, and a positive stain was observed in all tested cases in liver (3/3), heart (4/4), spleen (1/1), lungs (4/4), intestines (4/4), bursa of Fabricius (1/1), ventriculus (1/1), and proventriculus (1/1) tissue sections. These results demonstrate that E. coli was the cause of mortality in these birds. Therefore, biosecurity and management measures should be employed to prevent and control the disease occurrence in Mozambique's poultry farming.(AU)

A colibacilose aviária é uma doença aguda de ocorrência mundial que acomete aves domésticas e silvestres, causada por Escherichia coli e resulta em perdas econômicas consideráveis devido à elevada morbidade e mortalidade das aves. O presente estudo teve o objetivo de descrever os aspectos patológicos, bacteriológicos e imuno-histoquímicos de colibacilose aviária em frangos de corte de Moçambique. Um total de 49 frangos de corte apresentaram anorexia, baixo ganho de peso, ataxia, diarreia, dispneia e morte em um curso clínico de 3 a 5 dias. As aves eram provenientes de 5 granjas (pequenas, média e grandes), com sistema de criação manual e automático, com rebanhos que variavam de 100 a 20.000 aves. À necropsia, todas as aves exibiam condição corporal ruim a caquética, além de pericárdio e cápsula de Glisson de todas aves (100%; n=49) com diferentes graus de aderência e deposição de fibrina de forma difusa acentuada. Os sacos aéreos torácicos e abdominais estavam espessados e aderidos à parede costal. Foi observado ainda hepatomegalia discreta, moderada a severa frequentemente associada com áreas multifocais puntiformes brancacentas (100%; 49/49), e esplenomegalia discreta a moderada, associado a áreas multifocais moteadas (75,5%; 37/49). Os pulmões e rins estavam aumentados e com coloração avermelhada. Histologicamente, observou-se majoritariamente serosite fibrinoheterofílica em 75,5% dos casos (37/49), caracterizadas por infiltrado inflamatório composto por heterófilos degenerados, macrófagos, linfócitos e plasmócitos, com deposição de fibrina entremeada por uma miríade de estruturas bacterianas cocobacilares. Esta lesão foi observada principalmente em pericárdio (28,6%; 14/49), pleura (18,4%; 9/49), cápsula de Glisson (10,2%; 5/49), ventrículo (10,2; 5/33) e em proventrículo (8,2%; 4/49). Áreas multifocais a coalescentes de necrose de coagulação associada a infiltrado inflamatório semelhante ao descrito foi observado principalmente no baço (28,6%; 14/49), fígado (24.5%; 12/49), e intestinos (8,2%; 4/49). Um infiltrado inflamatório semelhante também foi visualizado em pulmões (16,3%; 8/49), rins (16,3%; 8/49) e miocárdio (14,3%; 7/49), Colônias puras de E. coli foram identificadas e isoladas em 12 casos. Alguns órgãos (2 de cada granja) foram submetidos ao exame imuno-histoquímico anti-E. coli e marcação positiva foi visualizada em todos casos testados, como em fígado (3/3), coração (4/4), baço (1/1), pulmão (4/4), intestinos (4/4), bursa de Fabricius (1/1), rim (1/1), ventrículo (1/1) e proventrículo (1/1). Estes resultados demonstram que E. coli foi a causa de morte destas aves. Sendo assim, a adoção de boas medidas de biosseguridade e de manejo são indispensáveis para a prevenção e controle da ocorrência da doença nas granjas de frango de corte de Moçambique.(AU)

Eschechiria coli produtora da toxina shiga em bovinos: revisão / Eschechiria coli producing shiga toxin in cattle: review

Esta revisão apresenta os aspectos epidemiológicos da bactéria Escherichia coli produtora da toxina shiga, (STEC) que é reconhecida no mundo todo como agente causador de toxinfecção. Os produtos de origem animal são frequentemente associados aos surtos da doença, mas os alimentos hortifrutigranjeiros também podem ser contaminados e causar toxinfecção em seus consumidores. A incidência da infecção em humanos no Brasil (STEC) é baixa, foi observada essa prevalência nos rebanhos bovinos, ovinos e aves. Por isso, a importância das boas práticas de manipulação do produtor e do consumidor para evitar possível contaminação dos alimentos. Este trabalho teve por objetivo revisar a literatura sobre a ocorrência de Escherichia coli produtora da toxina shiga. Frente aos limitados estudos realizados sobre os agentes etiológicos, novos estudos fazem-se necessários.

This review presents the aspects of shiga toxin-producing Escherichia coli, which are recognized worldwide as toxinfection agents in the world. Products of animal origin are often associated with outbreaks of disease, but horticultural crops can be contaminated and cause toxinfection as well. This study aims to review the literature on the occurrence of shiga toxin-producing Escherichia coli. The incidence of infection in humans in Brasil by STEC and low, prevalence was observed in cattle, sheep and poultry. Therefore, the importance of good practices of manipulation of the producer and the consumer to avoid possible food contamination. Faced with the limited studies of etiological agents, it is necessary to study the subject.

Phylogenetic analysis, biofilm production, and antimicrobial resistance profile of Escherichia coli isolated from slaughtered pigs / Análise filogenética, produção de biofilme e perfil de resistência antimicrobiana de Escherichia coli isoladas de suínos abatidos

Enteric diseases of bacterial origin are frequent in the pig industry, of particular notoriety are the colibacillosis that mainly affect piglets and cause great damage to the swine industry worldwide. The aim of the study was to analyze phylogenetics, to detect biofilm production, and to determine antimicrobial resistance profile in 126 strains of Escherichia coli isolated from swabs obtained from fragments of the small intestines of 235 healthy pigs killed in slaughterhouses in Pernambuco (Brazil) using polymerase chain reaction (PCR), adherence to microplates test and disc diffusion technique. Of the analyzed samples, 88.10% (111/126) were classified in phylogenetic group B1; 4.76% (6/126) in group D; 3.97% (5/126) in group B2 and, 3.17% (4/126) in group A. Antimicrobial resistance rates observed were: lincomycin 100% (126/126), erythromycin 100% (126/126), chlortetracycline 94.44% (119/126), cephalothin 51.59% (65/126), ampicillin 38.89% (49/126), sulfamethoxazole + trimethoprim 37.3% (47/126), ciprofloxacin 19.84% (25/126), norfloxacin 14.29% (18/126), gentamicin 8.73% (11/126) and, chloramphenicol 5.55% (7/126). Multiple antibiotic resistance (MAR) ranged from 0.2 to 0.9. Of the strains tested 46.03% (58/126) produced biofilm, and 99.21% (125/126) of the strains exhibited multi-resistance. Further studies are required to elucidate the importance of each phylogenetic group in pigs and to prevent the propagation of multi-resistant E. coli strains.(AU)

Doenças entéricas de origem bacteriana são frequentes na indústria de suínos, destacando-se a colibacilose, que afeta principalmente leitões e causa grandes danos à indústria suína em todo o mundo. Cento e vinte e seis cepas de Escherichia coli foram isoladas de swabs obtidos de fragmentos de intestino delgado de 235 suínos saudáveis abatidos em matadouros de Pernambuco (Brasil). O objetivo do presente estudo foi analisar filogeneticamente essas cepas, bem como detectar a produção de biofilme e determinar o perfil de resistência antimicrobiana delas, utilizando-se a reação em cadeia da polimerase (PCR), o teste de adesão em microplacas e a técnica de disco-difusão. 88,10% (111/126) das amostras foram classificadas no grupo filogenético B1; 4,76% (6/126) no grupo D; 3,97% (5/126) no grupo B2; e 3,17% (4/126) no grupo A. As taxas de resistência antimicrobiana observadas foram: lincomicina 100% (126/126), eritromicina 100% (126/126), clortetraciclina 94,44% (119/126), cefalotina 51,59% (65/126), ampicilina 38,89% (49/126), sulfametoxazol + trimetoprima 37,3% (47/126), ciprofloxacina 19,84% (25/126), norfloxacina 14,29% (18/126), gentamicina 8,73% (11/126) e cloranfenicol 5,55% (7/126). O índice de resistência múltipla (IRMA) variou de 0,2 a 0,9. Entre as amostras, 46,03% (58/126) produziram biofilme e 99,21% (125/126) foram multirresistentes. São necessários mais estudos para elucidar a importância de cada grupo filogenético em suínos e evitar a propagação de estirpes de E. coli multirresistentes.(AU)

Escherichia coli and Salmonella ser. Saintpaul natural co-infection in a free-living ruddy ground dove (Columbina talpacoti): a case report / Coinfecção por Escherichia coli e Salmonella ser. Saintpaul em Columbina talpacoti: relato de caso

This study reports a co-infection of Escherichia coli and Salmonella in a free-living ruddy ground dove (Columbina talpacoti) received at the Laboratory of Ornithological Studies of the State University of Ceará, Brazil. The bird presented diarrhea, leg paralysis and anorexia, and died shortly after. Necropsy was then performed and samples from lung, kidney, liver and intestine were collected for microbiological and histopathological analyses. Escherichia coli was isolated from cloacal swab, lung and kidney samples. Salmonella ser. Saintpaul was identified in liver and spleen samples. Escherichia coli isolates were tested for the presence of eight diagnostic genes for diarrheagenic pathotypes (STEC, ETEC, EPEC, EIEC, EAEC) with conventional polymerase chain reaction (PCR). EAEC was detected in the lung and kidney, and STEC in the intestine. In conclusion, Columbina talpacoti is susceptible to enteroaggregative Escherichia coli and Salmonella ser. Saintpaul infection, which may have public health implications.(AU)

Este estudo relata um caso de coinfecção por Escherichia coli e Salmonella ser. Saintpaul em uma rolinha-roxa (Columbina talpacoti) recebida pelo Laboratório de Estudos Ornitológicos da Universidade Estadual do Ceará, Brasil. A ave apresentava diarreia, paralisia nas pernas e anorexia, indo a óbito rapidamente. A necropsia foi realizada e amostras de pulmão, rim, fígado e intestino foram coletados para isolamento microbiológico e análise histopatológica. Escherichia coli foi identificada em amostras de suabe cloacal, pulmão e rim. Salmonella ser. Saintpaul foi identificada no fígado e baço. Isolados de E. coli foram testados para a presença de oito genes de diagnóstico para patotipos diarreiogênicos (STEC, ETEC, EPEC, EIEC, EAEC) através de reação em cadeia de polimerase (PCR) convencional. EAEC foi detectada no pulmão e rim, e STEC foi identificada no intestino. Em conclusão, Columbina talpacoti é suscetível a infecção por Escherichia coli enteroagregativa e Salmonella ser. Saintpaul, o que pode implicar em risco para a saúde pública.(AU)

Phylogenetic characterization of serum plus antibiotic-resistant extraintestinal Escherichia coli obtained from the liver of poultry carcasses in Pernambuco / Caracterização filogenética de Escherichia coli extraintestinal soro- e antibiótico-resistentes isoladas do fígado de carcaças de frango em Pernambuco

In this study, avian extraintestinal Escherichia coli obtained from the liver of poultry carcasses approved for human consumption in the State of Pernambuco-Brazil were tested for antibiotic plus serum-resistance. Liver samples (n=110) were obtained from one slaughterhouse and 88 bacterial isolates were identified as Escherichia coli. The antibiotic-resistance profiles of antibiotics used in human and/or veterinary practice were accessed by the disk-diffusion method. Phenotypes with high resistance to streptomycin (84.0%), tetracycline (44.7%), amikacin (29.8%), gentamicin (21.3%) and ciprofloxacin (21.3%) were identified. Resistance to antibiotics such as ceftazidime, amoxicillin-clavulanic acid and imipenem was also recorded. Twenty isolates with distinct antibiotic-resistance and susceptibility profiles were selected for serum resistance assays, phylogenetic characterization and detection of the iss gene. We have shown that multidrug resistant isolates were often simultaneously resistant to broiler and human sera. Phylogenetic characterization of serum- plus antibiotic-resistant isolates have shown three belonging to group D, eleven to group B1, one to group B2, and five to group A. We concluded that commensal E. coli strains isolated from the liver of healthy poultry carcasses can harbor and potentially share multidrug- plus virulence genes found in pathogenic pathotypes. This suspicion was not related to specific phylogenetic groups or presence of the iss gene.(AU)

Neste estudo, isolados de Escherichia coli extraintestinal aviária obtidos a partir do fígado de carcaças de aves aprovadas para consumo humano no Estado de Pernambuco-Brasil foram testados para resistência a antibióticos e soro. As amostras de fígado (n = 110) foram obtidas de um abatedouro, sendo 88 isolados bacterianos identificados como Escherichia coli. Os perfis de resistência a antibióticos de uso humano e/ou veterinário foram determinados pelo método de disco-difusão. Foram identificados fenótipos com alta resistência à estreptomicina (84,0%), tetraciclina (44,7%), amicacina (29,8%), gentamicina (21,3%) e ciprofloxacina (21,3%). A resistência a antibióticos utilizados na medicina humana e/ou veterinária, tais como a ceftazidima, amoxicilina-ácido clavulânico, estreptomicina e imipenem também foi registrada. Vinte amostras com perfis distintos de resistência/sensibilidade a antibióticos foram selecionadas para os ensaios de resistência ao soro, caracterização filogenética e detecção do gene iss. Foi demonstrado que isolados resistentes a múltiplas drogas foram também simultaneamente resistentes ao soro de frangos e ao soro humano. A caracterização filogenética desses isolados mostraram três pertencentes ao grupo D, onze ao grupo B1, um ao grupo B2 e cinco ao grupo A. Conclui-se que E. coli comensais isoladas do fígado de carcaças de aves saudáveis podem abrigar e potencialmente compartilhar genes de resistência a drogas e de virulência encontrados em patotipos patogênicos. Essa suspeita não foi relacionada com grupos filogenéticos específicos ou com a presença do gene iss.(AU)

Caracterização anatomopatológica e bacteriológica em frangos de corte condenados totalmente por colibacilose sob Serviço de Inspeção Federal / Pathological and bacteriological characterization on broilers totally condemned due to colibacillosis under the control of the Federal Inspection Service

A colibacilose é a principal causa infecciosa de condenação total de carcaça em frangos de corte no sul do Brasil. Esse trabalho tem por objetivo determinar o grau de concordância entre a condenação total por colibacilose de frangos de corte abatidos em estabelecimento sob Serviço de Inspeção Federal (SIF) com o diagnóstico anatomopatológico e bacteriológico. O estudo foi realizado com 45 frangos de corte condenados totalmente por colibacilose (caso) e seus respectivos 45 controles (frangos sem lesões). Em todos os frangos condenados pelo SIF havia lesões macroscópicas e, nos controles não se observou. Através do teste Kappa-Cohen´s essas duas variáveis apresentaram concordância quase perfeita. As aves condenadas apresentaram lesões em fígado (27/45); em fígado e sacos aéreos (11/45); em fígado e coração (2/45); fígado, sacos aéreos e coração (2/45); fígado, sacos aéreos e oviduto (1/45); fígado, sacos aéreos, coração e tecido subcutâneo (1/45); e fígado, sacos aéreos, oviduto e baço (1/45). Observou-se concordância quase perfeita entre condenação e lesão hepática. Histologicamente, em 41 casos e 12 controles observaram-se lesões, sendo os mais frequentes hepatite necrosante aleatória, bronquite fibrino-heterofílica, pericardite aguda e traqueíte linfoplasmocitária. Nas aves com hepatite identificou-se E. coli, Enterococcus sp. e Streptococcus sp. (10/38) e, nas aves com bronquite ou broncopneumonia isolou-se Escherichia coli e Staphylococcus coagulase positiva (9/14). O PCR em tempo real e a imuno-histoquímica para Mycoplasma gallisepticum e M. synoviae foram negativos. Nos casos de condenação total por colibacilose o fígado foi o principal órgão acometido, portanto, o critério de condenação deveria ser revisto, sugerindo condenação por hepatite nesses casos, já que outras bactérias podem causar hepatite, como foi demonstrado nesse estudo.(AU)

Colibacillosis is the main infectious cause of total carcass condemnation in broilers in southern Brazil. This study aims to determine the degree of agreement between the total carcass condemnation for colibacillosis in broilers slaughtered in establishments under Federal Inspection Service (SIF) with the pathological and bacteriological diagnosis. The study was conducted with 45 broilers totally condemned by colibacillosis (case) and theirs 45 respective controls (chickens without lesions). All broilers condemned had gross lesions and the controls had not. The Kappa-Cohen's test showed that these two variables had almost perfect agreement. Broilers condemned showed lesions in liver (27/45); liver and air sacs (11/45); liver and heart (2/45); liver, heart and air sacs (2/45); liver, air sacs and oviduct (1/45); liver, air sacs, heart and subcutaneous (1/45); and liver, air sacs, oviduct and spleen (1/45). There is almost perfect agreement between carcass condemnation and liver damage. Histologically, in 41 cases and 12 controls were observed lesions, the most frequent diagnoses were random necrotizing hepatitis, fibrinous-heterophilic bronchitis, acute pericarditis and lymphoplasmacytic tracheitis. In hepatitis cases was isolated Escherichia coli, Enterococcus sp. and Streptococcus sp. (10/38) and in bronchitis or bronchopneumonia E. coli and coagulase positive Staphylococcus (9/14). The polymerse chain reaction (PCR) and immunohistochemistry (IHC) tests for Mycoplasma gallisepticum and M. synoviae were negative. In cases of total carcass condemnation by Colibacillosis the liver was the main organ affected. Therefore, the condemnation criteria should be revised, suggesting conviction for hepatitis in these cases, because other bacteria can cause hepatitis, as demonstrated in this study.(AU)

Pathologic and microbiologic aspects of pet psittacine infected by Escherichia coli and Salmonella Typhimurium / Aspectos patológicos e microbiológicos de Psittaciformes de companhia infectados por Escherichia coli e Salmonella Typhimurium

The role of Escherichia coli in healthy microbiota of psittacine is controversial, and the presence of Salmonella sp. indicates possible disease. Therefore, this study aimed to identify the presence of E. coli and Salmonella spp. in a psittacine pet that died in Fortaleza, Brazil, correlating pathogenicity aspects of the isolates through the evaluation of lesions and antimicrobial susceptibility. Psittacine pets sent to the Laboratory of Ornithological Studies, State University of Ceará, that died in 2014 and 2015 were necropsied. Fragments of liver, kidneys, intestine, lung, heart, spleen and brain were collected for microbiological and histopathological analyses. Scores were attributed to lesions and isolated strains submitted to antimicrobial susceptibility test. From the seventy necropsied birds, nineteen were positive for E. coli and one for Salmonella Typhimurium. Congestive lesions and lymphoplasmocitic inflammatory infiltrate were observed varying from light to moderate and were the main findings. In the analyzed strains, multidrug resistance against different groups of antibiotics was observed. In conclusion, according to the results, E. coli strains and the Salmonella Typhimurium isolate produced significant lesions in the psittacine pets, and multidrug resistance may hinder treatments with antibiotics used in avian pet medicine.(AU)

A participação de Escherichia coli na microbiota saudável de Psicittaciformes e a de Salmonella spp. já indica possível doença. O objetivo deste estudo foi pesquisar a presença de E. coli e Salmonella spp. em psittaciformes de companhia na cidade de Fortaleza/Ceará, traçando os aspectos de patogenicidade destas cepas através das lesões e da sensibilidade antimicrobiana. Foram necropsiados os psittaciformes de companhia encaminhados ao Laboratório de Estudos Ornitológicos da Universidade Estadual do Ceará durante o período de 2014 a 2015. No momento da necropsia foram coletados fragmentos de fígado, rins, intestino, pulmão, coração, baço e encéfalo para posterior processamento microbiológico e histopatológico. As lesões foram graduadas e as cepas isoladas submetidas a antibiograma. Das setenta aves necropsiadas, dezenove foram positivas para E. coli e apenas uma para Salmonella Typhimurium. As lesões de congestão e infiltrado inflamatório linfoplasmocitário variaram de leve a moderado, e foram as principais lesões encontradas. Nas cepas analisadas foi constatada multiresistência a diferentes grupos de antibióticos testados. De acordo com os achados, pode-se concluir que os isolados de E. coli e Salmonella Typhimurium produziram lesões significativas em psittaciformes em Fortaleza, Brasil, e a multirresistência pode dificultar o tratamento com antibióticos usados na clínica de aves de companhia.(AU)

Virulence factors of Escherichia coli in relation to the importance of vaccination in pigs / Fatores de virulência da Escherichia coli associados à importância da vacinação nos suínos

ABSTRACT: Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) is the major cause of diarrhea in newborn and weaned pigs. Bacteria adhesion to the host cell is considered a specific phenomenon among fimbrial and non-fimbrial adhesins with their respective receptors on enterocytes. Enteric disorders are related with the fimbriae F4 (K88), F5 (K99), F6 (987P), F41, and F18. In addition to ETEC, another category of E. coli , porcine pathogenic E. coli (PEPEC),can cause diarrhea in pigs; it produces the porcine attaching and effacing-associated (Paa) adhesin in, which is capable to cause a typical lesion known as an attaching and effacing (A/E) lesion. Immunization of sows with adhesin is important to stimulate the production of antibodies and their subsequent transfer to piglets through colostrum. The aim of this paper is to illustrate the main impacts of enteric diseases caused by E. coli in swine production and to highlight the importance of continuing research on this bacterium to improve disease prevention through vaccination.

RESUMO: Escherichia coli ( E. coli ) enterotoxigênica (ETEC) é considerada importante causa de diarreia em suínos neonatos e desmamados. A adesão da bactéria à célula do hospedeiro é considerada um fenômeno específico entre as adesinas fimbriais e não fimbriais com seus respectivos receptores nos enterócitos. Os distúrbios entéricos estão relacionados com as fímbrias F4 (K88), F5 (K99), F6 (987P), F41 e F18. Além da ETEC, outra categoria de E. coli pode causar diarreia nos suínos, denominada de PEPEC (porcine pathogenic E. coli ), a qual produz a adesina Paa (Porcine attaching adherence), capaz de provocar uma lesão típica denominada A/E (attaching and effacing). A imunização das matrizes com adesinas é importante para estimular a produção de anticorpos e a consequente transferência através do colostro aos leitões. O objetivo deste trabalho foi mostrar os principais impactos das doenças entéricas causadas por Escherichia coli na produção de suínos, e mostrar a importância de atualizar o estudo dessa bactéria para prevenir a doença através da vacinação.

PCR for the detection of the gene fel a of escherichia coli in broiler condemned for airsacculitis by the Brazilian Federal Sanitary Inspection / PCR na detecção de gene Fel A de Escherichia Coli em frangos de corte condenados por aerossaculite pela Inspeção Sanitária Federal

Collibacillosis is considered one of the major diseases of the modern poultry industry, due to the significant losses it causes. Escherichia coli contributes not only to the disease itself, by causing weight loss of the birds, but also to the increase in carcasses condemnation during slaughter and processing. Detection of virulence factors in E. coli strains of the APEC pathotype contributes to the characterization and pathogenicity of this agent. PCR techniques have been very helpful in the search for genes that encode those virulence factors. This study aimed to detect the gene Fel A of E. coli by PCR and relate its positivity to low weight in broiler flocks with airsacculitis as diagnosed by the health inspection service. The study involved 40 flocks of broilers slaughtered in a single poultry slaughterhouse, under Federal Sanitary Inspection, located in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. Three broilers were randomly selected to obtain one "pool" of three tracheas for each PCR. DNA was extracted using phenol-chloroform and amplified using a pair of primers specific to gene Fel A of E. coli. Of the 40 flocks analyzed by PCR, 35% (14/40) were positive for the gene Fel A. PCR was an effective technique for the detection of gene Fel A in broiler flocks. There was a relationship between the presence of the gene Fel A, weight loss, and increase of the airsacculitis rate...

A colibacilose é considerada uma das principais doenças da indústria avícola moderna, devido aos grandes prejuízos econômicos causados. A Escherichia coli contribui não só para a doença em si, levando à perda de peso das aves, bem como para o aumento da taxa condenação de carcaças durante o abate e processamento. A detecção de fatores de virulência de cepas de E. coli do patotipo APEC colabora para a caracterização de sua patogenicidade e as técnicas de PCR têm sido muito úteis na pesquisa de genes que os codificam. Este estudo objetivou diagnosticar E. coli pela detecção o gene Fel A por PCR e relacionar a positividade para este agente com o baixo peso em frangos de corte provenientes de lotes condenados por aerossaculite. Foram estudados 40 lotes de frangos de corte abatidos em um matadouro avícola sob Inspeção Sanitária Federal, localizado no Estado do Rio Grande do Sul. Foram colhidos aleatoriamente 3 frangos e obtidos "pools" de três traqueias em cada um deles para PCR. O DNA foi extraído pelo método de fenol-clorofórmio e amplificado com pares de "primers" específicos para gene Fel A de E. coli. Dos 40 lotes analisados pela PCR, 35% (14/40) foram positivos para o gene Fel A. A PCR foi eficaz para a detecção do gene Fel A em lotes de frangos de corte e houve relação entre a presença do gene Fel A, a queda de peso e aumento na taxa de aerossaculite...

Virulence factors, antimicrobial resistance, and plasmid content of Escherichia coli isolated in swine commercial farms / Fatores de virulência, resistência aos antimicrobianos, presença de plasmídeos em Escherichia coli isoladas de amostras clínicas e ambientais de suínos

Virulence factors and antimicrobial resistance patterns of Escherichia coli isolates were evaluated. A total of 80 E. coli isolates were evaluated, being 64 from clinical samples (intestinal content and fragments of organs from diarrheic piglets), seven from feces of clinically healthy piglets and sows, and nine environmental samples (five from facilities, two from feed, one from insect, and one from waste). Molecular characterization was performed by PCR detection of fimbriae and toxin genes and plasmid content determination. The isolates were also characterized according to their resistance or sensitivity to the following drugs: ampicillin, trimethoprim:sulfamethoxazole, tetracycline, amikacine, colistin, norfloxacin, florfenicol, enrofloxacin, cefalexin, trimethoprim, neomycin, chloramphenicol, and gentamicin. From 80 E. coli isolates, 53.8 percent were classified as enterotoxigenic E. coli (ETEC), 2.5 percent were shiga toxin-producing E. coli (STEC), and 43.8 percent showed a non specific pattern and were unclassified. One fecal isolate from non-diarrheic piglet was classified as ETEC by PCR. Clinical isolates showed resistance mainly for tetracycline and trimethoprim:sulfamethoxazole. Plasmidial DNA was observed in 70 isolates, being 78.5 percent of clinical isolates, 8.57 percent of non-diarrheic feces, and 12.8 percent of environment.

Os fatores de virulência e a resistência aos antimicrobianos foram avaliados em Escherichia coli. Um total de 80 isolados de E. coli, sendo 64 de amostras clínicas (conteúdo intestinal e fragmentos de órgãos de leitões diarreicos), sete das fezes de porcas e leitões saudáveis e nove de amostras ambientais (cinco de instalações, dois de alimentos, um de inseto e um de esterqueira). A caracterização molecular feita pela PCR objetivou detectar fimbrias e toxinas, bem como a determinação do conteúdo de plasmídeos. Os isolados foram caracterizados quanto à resistência ou sensibilidade às seguintes drogas: ampicilina, sulfazotrim, tetraciclina, amikacina, colistina, norfloxacina, florfenicol, enrofloxacina, cefalexina, trimetoprim, neomicina, cloranfenicol e gentamicina. Dos 80 isolados, 53,8 por cento foram classificados como E. coli enterotoxigênica (ETEC), 2,5 por cento como E. coli produtora de shiga toxina (STEC) e 43,8 por cento, por não apresentarem padrão específico, não foram classificadas. Pela PCR, um isolado de fezes de suíno sem diarreia foi classificado como ETEC. Os isolados das amostras clínicas foram principalmente resistentes à tetraciclina e à sulfazotrim. Em 70 isolados, observaram-se DNA plasmidial, destes 78,5 por cento foram obtidos de amostras clínicas, 8,57 por cento de leitões sadios e 12,8 por cento de amostras ambientais.

Occurrence of virulence-related sequences and phylogenetic analysis of commensal and pathogenic avian Escherichia coli strains (APEC) / Ocorrência de seqüências relacionadas com a virulência e análise filogenética de estirpes comensais e patogênicas de Escherichia coli aviário (APEC)

The presence of iron uptake (irp-2, fyuA, sitA, fepC, iucA), adhesion (iha, lpfA O157/O141, lpfA O157/O154, efa, toxB) and invasion (inv, ial-related DNA sequences and assignment to the four main Escherichia coli phylogenetic groups (A, B1, B2 e D) were determined in 30 commensal E. coli strains isolated from healthy chickens and in 49 APEC strains isolated from chickens presenting clinical signs of septicemia (n=24) swollen head syndrome (n=14) and omphalitis (n=11) by PCR. None of the strains presented DNA sequences related to the inv, ial, efa, and toxB genes. DNA sequences related to lpfA O157/O154, iucA, fepC, and irp-2 genes were significantly found among pathogenic strains, where iucA gene was associated with septicemia and swollen head syndrome and fepC and irp-2 genes were associated with swollen head syndrome strains. Phylogenetic typing showed that commensal and omphalitis strains belonged mainly to phylogenetic Group A and swollen head syndrome to phylogenetic Group D. Septicemic strains were assigned in phylogenetic Groups A and D. These data could suggest that clonal lineage of septicemic APEC strains have a multiple ancestor origin; one from a pathogenic bacteria ancestor and other from a non-pathogenic ancestor that evolved by the acquisition of virulence related sequences through horizontal gene transfer. Swollen head syndrome may constitute a pathogenic clonal group. By the other side, omphalitis strains probably constitute a non-pathogenic clonal group, and could cause omphalitis as an opportunistic infection. The sharing of virulence related sequences by human pathogenic E. coli and APEC strains could indicate that APEC strains could be a source of virulence genes to human strains and could represent a zoonotic risk.(AU)

A presença de seqüências de DNA associadas à capacidade de captação de ferro (irp-2, fyuA, sitA, fepC, iucA), adesão (iha, lpfA O157/O141, lpfA O157/O154, efa, toxB) e de invasão (inv, ial) e a classificação dentro dos quatro grupos filogenéticos principais de Escherichia coli (Grupos A, B1, B2 e D) foram determinadas, através de PCR, em 30 amostras comensais de E. coli isoladas de frangos e de 49 linhagens APEC (24 isoladas de frangos com septicemia, 14 isoladas de frangos com síndrome da cabeça inchada e 11 isoladas de embriões de galinhas com onfalite). Nenhuma das linhagens apresentou os genes inv, ial, efa, e toxB. Os genes lpfA O157/O154, iucA, fepC e irp-2 foram encontrados em freqüências significativas entre as amostras patogênicas. O gene iucA foi associado com amostras causadoras de septicemia e de síndrome da cabeça inchada. Os genes fepC e irp-2 foram associados a amostras causadoras de síndrome da cabeça inchada. A análise filogenética demonstrou que linhagens comensais e causadoras de onfalite pertenceram principalmente ao Grupo filogenético A, não patogênico. Amostras causadoras de síndrome da cabeça inchada pertenceram, em sua maioria, ao Grupo patogênico D. Linhagens causadoras de septicemia pertenceram aos Grupos A e D. Estes dados sugerem que linhagens APEC causadoras de septicemia provavelmente têm uma origem ancestral múltipla: uma derivada de uma linhagem patogênica e outra de uma linhagem não patogênica que possivelmente evoluiu através da aquisição horizontal de genes de virulência. Amostras causadoras de síndrome da cabeça inchada possivelmente constituem um grupo clonal patogênico. Por outro lado, amostras causadoras de onfalite possivelmente constituem um grupo clonal não patogênico, que, possivelmente causam onfalite devido a uma infecção oportunista. A presença de genes de virulência também encontrados em E. coli de origem humana pode indicar a possível ocorrência de zoonoses causadas por APEC.(AU)

Caracterização molecular dos fatores de virulência de estirpes de Escherichia coli isoladas de papagaios com colibacilose aviária / Molecular characterization of virulence factors in Escherichia coli strains isolated from parrots with colibacilosis

Oito amostras de Escherichia coli isoladas de papagaios com colibacilose aviária foram sorogrupadas e investigadas para a presença dos fatores de virulência: pili associado a pielonefrite (pap), fímbria S (sfa), adesina afimbrial (afa), cápsula K1 (neu), curli (crl, csgA), hemaglutinina termosensível(tsh), enterotoxinas termo-lábil (LT) e termo-estável (STa eSTb), Shiga-like toxinas (Stx1 e Stx2), Fator citotóxico necrotizante(cnf1), hemolisina (hly), aerobactina (iuc) e resistência sérica (iss). Os resultados mostraram que os isolados pertenciam a seis sorogrupos:O23; O54; O64; O76; O128 e O152. Os genes de virulência detectados foram: crl+ em todos os isolados; pap+; iss+ e iuc+ em três isolados, tsh+em dois isolados. Todas as amostras foram negativas para os genes neu, csgA, sfa, afa, hly, cnf e para as toxinas LT, STa, STb, Stx1 e Stx2.Estes resultados sugerem que amostras de E. coli isoladas de papagaios apresentam alguns fatores de virulência das amostras do patotipo de E. coli patogênica para aves (APEC).

A total of eight Escherichia. coli isolates from psittacine birds were serogrouping and investigated for the virulence factors: pili associated with pyelonephritis (pap), S fimbriae (sfa), afimbrial adhesin (afa), capsule K1 (neu), curli fibers (crl, csgA), temperature-sensitive hemagglutinin (tsh), heat labile (LT) and heat stable (STa and STb)enterotoxins, Shiga-like toxins (Stx1 and Stx2), Cytotoxic necrotizing factor (cnf1), haemolysin (hly), aerobactin production (iuc) and serum resistance (iss). The results showed that the isolates belonged to six serogroups: O23; O54; O64; O76; O128 and O152. The found virulence genes were: crl+ in all isolates, pap+, iuc+ and iss+ in three isolates; tsh+ in two isolates. All strains were negative for genes neu,csgA, sfa, afa, hly, cnf and LT, STa, STb, Stx1, Stx2 toxins. Our findings suggested that some E. coli isolated from psittacine birds present some virulence factors of avian pathogenic E. coli (APEC) pathotype.

Effect of the Kozak sequence on seroconversion of mice immunized with a DNA vaccine against swine colibacilosis

The neonatal diarrhea in swine caused by enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) is responsible for high mortality and low growth rate in pigs and it is mainly dependent on the capacity of E. coli to attach to the surface of the small intestine, a property mediated by fimbria. In this study the faeC gene, which codes for the minor fimbrial subunit of E. coli K88ab, was cloned in the eukaryotic expression vector pcDNA3, associated or not to the Kozak sequence. Plasmid DNA of the two versions of the vaccine candidate was inoculated in mice by the intramuscular route, in two doses, at 0 and 21 days. The animals that received the DNA vaccine containing faeC associated to the Kozak sequence presented seroconversion significantly higher (P 0.05) than the one vaccinated with pcDNA3/faeC without the Kozak sequence.

A diarréia neonatal em suínos causada por Escherichia coli produtora de enterotoxinas (ETEC) é responsável por alta mortalidade e baixa taxa de crescimento de leitões. A habilidade de tais cepas causar doença é dependente principalmente da capacidade de E. coli aderir-se a mucosa do intestino delgado, que é mediada por fímbrias. Neste estudo o gene faeC, que codifica a subunidade menor da fímbria de E. coli K88ab, foi clonado no vetor de expressão em eucariotos pcDNA3, associado ou não à seqüência de KozaK. DNA plasmidial das duas versões da vacina foi inoculado em camundongos via intra-muscular, em duas doses, nos dias 0 e 21. Os animais que receberam a vacina de DNA contendo o faeC associado a seqüência de Kozak apresentaram soroconversões significativamente maiores (p 0,05) que os vacinados com pcDNA3/faeC sem a seqüência de Kozak.

Effect of the Kozak sequence on seroconversion of mice immunized with a DNA vaccine against swine colibacilosis

The neonatal diarrhea in swine caused by enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) is responsible for high mortality and low growth rate in pigs and it is mainly dependent on the capacity of E. coli to attach to the surface of the small intestine, a property mediated by fimbria. In this study the faeC gene, which codes for the minor fimbrial subunit of E. coli K88ab, was cloned in the eukaryotic expression vector pcDNA3, associated or not to the Kozak sequence. Plasmid DNA of the two versions of the vaccine candidate was inoculated in mice by the intramuscular route, in two doses, at 0 and 21 days. The animals that received the DNA vaccine containing faeC associated to the Kozak sequence presented seroconversion significantly higher (P 0.05) than the one vaccinated with pcDNA3/faeC without the Kozak sequence.

A diarréia neonatal em suínos causada por Escherichia coli produtora de enterotoxinas (ETEC) é responsável por alta mortalidade e baixa taxa de crescimento de leitões. A habilidade de tais cepas causar doença é dependente principalmente da capacidade de E. coli aderir-se a mucosa do intestino delgado, que é mediada por fímbrias. Neste estudo o gene faeC, que codifica a subunidade menor da fímbria de E. coli K88ab, foi clonado no vetor de expressão em eucariotos pcDNA3, associado ou não à seqüência de KozaK. DNA plasmidial das duas versões da vacina foi inoculado em camundongos via intra-muscular, em duas doses, nos dias 0 e 21. Os animais que receberam a vacina de DNA contendo o faeC associado a seqüência de Kozak apresentaram soroconversões significativamente maiores (p 0,05) que os vacinados com pcDNA3/faeC sem a seqüência de Kozak.