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.

Caracterización genotípica y biofilms de E. coli shigatoxigénica aisladas de casos clínicos humanos / Genotypic characterization and biofilms of shigatoxigenic E. coli isolated from human clinical cases

Resumen Escherichia coli shigatoxigénica (STEC) está involucrada en el desarrollo del síndrome urémico hemolítico, entre otras enfermedades que son de gran importancia para la salud pública e inocuidad alimentaria a nivel mundial. La capacidad de STEC de formar biofilms en los alimentos y en diferentes superficies podría conducir a la contaminación cruzada por el desprendimiento de las células bacterianas. El objetivo del presente trabajo fue detectar la presencia de genes que codifican factores de adherencia mediante la técnica de PCR y determinar la capacidad de formación de biofilms por medio de cultivo en microplacas de poliestireno de 96 pocillos y la técnica de cristal violeta, en cepas de STEC aisladas de muestras clínicas humanas en la ciudad de Mar del Plata, Argentina. El perfil de genes de adherencia más frecuente fue efa1, iha, fimCD, ehaA, lpfA1-3, lpfA2-2, cah (43,9%). Todas las cepas de STEC formaron biofilms con valores de densidad óptica entre 0,209 y 3,251 y el 54,4% (31/57) de las mismas fueron clasificadas como fuertes formadoras de biofilms. La capacidad de formación de biofilms de STEC constituye un riesgo evidente en la transmisión de este patógeno al ser humano a tener en cuenta para su vigilancia y control.

Abstract Shigatoxigenic Escherichia coli (STEC) is involved in the development of hemolytic uremic syndrome, among other diseases that are relevant to public health and food safety worldwide. The ability of STEC to form biofilms in food and on different surfaces could lead to cross-contamination by shedding bacterial cells. The aim of this work was to detect the presence of genes encoding adherence factors by the PCR technique and to determine the biofilm formation ability by culture in 96-well polystyrene microplates and the crystal violet technique, in STEC strains isolated from human clinical samples in Mar del Plata city, Argentina. The most frequent adherence gene profile was efa1, iha, fimCD, ehaA, lpfA1-3, lpfA2-2, cah (43.9%). All STEC strains formed biofilms with optical density values between 0.209 and 3.251. Also, the 54.4% (31/57) of STEC strains were classified as strong biofilm formers. The ability of STEC to form biofilms constitutes an evident risk in the transmission of this pathogen to humans, which must be taken into account for its surveillance and control.

Resumo A Escherichia coli shigatoxigênica (STEC) está envolvida no desenvolvimento da síndrome hemolítica urêmica, entre outras doenças relevantes para a saúde pública e segurança alimentar em todo o mundo. A capacidade do STEC de formar biofilmes nos alimentos e em diferentes superfícies poderia levar à contaminação cruzada através do desprendimento de células bacterianas. O objetivo do presente trabalho foi detectar a presença de genes que codificam fatores de aderência através da técnica PCR e determinar a capacidade de formação de biofilme por cultura em microplacas de poliestireno de 96 poços e da técnica de cristal violeta, em cepas STEC isoladas de amostras clínicas humanas na cidade de Mar del Plata, Argentina. O perfil de genes de aderência mais frequente foi efa1, iha, fimCD, ehaA, lpfA1-3, lpfA2-2, cah (43,9%). Todas as cepas de STEC formaram biofilmes com valores de densidade ótica entre 0,209 e 3,251. Também, os 54,4% (31/57) das estirpes STEC foram classificados como fortes formadores de biofilmes. A habilidade de formação de biofilmes de STEC constitui um risco evidente na transmissão deste patógeno ao humano, que deve ser levado em consideração para sua vigilância e controle.

Escherichia coli shigatoxigénica en animales relacionados con casos de diarreas sanguinolentas o síndrome urémico hemolítico y prevalencia en roedores de la Ciudad de Buenos Aires / Shiga toxin-producing escherichia coli in animals related to cases of bloody diarrhea

Escherichia coli shigatoxigénica (STEC) es un patógeno endémico en Argentina, responsable de diarrea aguda sanguinolenta (DAS) y/o síndrome urémico hemolítico (SUH). La correlación entre SUH y alimentos contaminados ha sido documentada, aunque no siempre se estableció la fuente de infección. La ruta de contagio persona-persona es relevante. Dados los registros previos de prevalencia de STEC en animales de compañía y los hábitos de convivencia humano-animal en centros urbanos, es necesario evaluar la ruta mascota-persona. A su vez, los roedores podrían tener un papel epidemiológico en la endemia. OBJETIVO: Estudiar posibles reservorios animales relacionados con casos de SUH/DAS en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires y estimar la prevalencia de STEC en roedores. MÉ-TODOS: Se intervino en 28 casos de SUH y 49 de DAS. Se realizó rastrillaje de cepas STEC por PCR a partir de hisopados rectales de los animales vinculados a cada caso. La prevalencia en roedores se estimó por PCR de sus hisopados rectales. RESULTADOS: Se aislaron cepas STEC en 1/10 caninos y 1/3 felinos con vivientes con casos de SUH, y 1/9 felinos contacto con casos de DAS. Rattus rattus fue hospedero de cepas STEC en 33% de los animales capturados en focos de SUH. En roedores, la prevalencia fue de 3,1%. CONCLUSIONES: Las cepas STEC circulan en los animales que conviven o tienen al menos un hábitat compartido con la población en riesgo, quienes podrían participar en la transmisión del agente. Es necesario reevaluar las intervenciones sanitarias en focos y en programas de control de SUH/DAS

Shigatoxigenic Escherichia coli(STEC) is an endemic pathogen in Argentina, which causes bloody diarrhea (BD) and/or hemolytic uremic syndrome (HUS).The co-relation between HUS and contaminated food has been documented, although the source of infection was not always established. Person-to-person route of infection is relevant. Taking into account previous STEC prevalence data in companion animals and the habits of human-animal coexistence in urban centers, it is necessary to evaluate pet-to-person transmission. On the other hand, rodents may also play an epidemiologic role in the endemic transmission. OBJECTIVE: To study potential animal reservoirs related to HUS and BD cases in the City of Buenos Aires and to estimate the prevalence of STEC in rodents. METHODS: An intervention was conducted in 28 cases of HUS and 49 of BD. Screening for STEC was performed by PCR from rectal swabs of linked animals to each case. The prevalence in rodents was estimated by PCR from rectal swabs. RESULTS: STEC strains were isolated in 1/10 dogs and 1/3 cats cohabiting with HUS cases, and in 1/9 cats in contact with DAS cases. Rattus rattus was host of STEC strains in 33% of the animals captured in HUS areas. In rodents, the prevalence was 3.1%. CONCLUSIONS: STEC strains circulate in animals that live withor share at least the same habitat with the population at risk, and could participate in the transmission of the agent. It is necessary to re-evaluate health interventions both in outbreaks and in control programs of HUS/BD

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.