Detection of efflux pump CmeABC in enrofloxacin resistant Campylobacter spp. strains isolated from broiler chickens (Gallus gallus domesticus) in the state of Rio de Janeiro, Brazil / Detecção da bomba de efluxo CmeABC em cepas de Campylobacter spp. resistentes à enrofloxacina isoladas de frangos de corte (Gallus gallus domesticus) no Estado do Rio de Janeiro, Brasil

Fowls are the main reservoirs of the highly important food-originating pathogen called Campylobacter spp. and broilers' meat and byproducts are the main vehicles of this microorganism. Increasing of Campylobacter spp. resistant strains to fluorquinolones, an antimicrobial class often employed in poultry farming and in human medicine has become a great concern to poultry breeders. In fact, several studies evaluated increasing bacterial resistance against these antimicrobial agents. The role of CmeABC efflux system has been underscored among the resistance mechanisms in Campylobacter spp. to fluorquinolones. This study investigated the occurrence of CmeABC efflux pump in 81 and 78 enrofloxacin resistant strains of Campylobacter jejuni and C. coli respectively, isolated from broilers collected from six abattoirs situated at São José do Vale do Rio Preto/RJ poultry center and from two commercial abattoirs situated at Metropolitan Region of Rio de Janeiro, from 2013 to 2016. The resistance to enrofloxacin was assessed by agar dilution to determine minimum inhibitory concentration (MIC). The CmeABC efflux system was investigated through the detection of genes genes cmeA, cmeB and cmeC by PCR. The activity of CmeABC efflux pump was investigated in 20 strains by using the efflux pump inhibitor Phenylalanine-Arginine ß-Naphthylamide (PAßN). The three genes cmeA, cmeB and cmeC were detected in 94.3% of the strains (C. jejuni = 80 and C. coli = 70), whereas the system was absent or incomplete in 5.7% of strains (C. jejuni = 1 and C. coli = 8). MIC varied between 0.5µg/ml and 64µg/ml, and 88.7% of strains were enrofloxacin resistant and 11.3% featuring intermediate resistance. The inhibition of the efflux pump by PAßN reduced the MIC to enrofloxacin up to eight times in fifteen strains (75%). These results indicate that this system is frequent and active in Campylobacter spp. Resistant strains in the presence of enrofloxacin.(AU)

As aves são os principais reservatórios de Campylobacter spp., importante patógeno de origem alimentar e a carne de frango e produtos derivados são os principais veículos desse microrganismo. O aumento de cepas de Campylobacter spp. resistentes às fluorquinolonas, uma classe antimicrobiana frequentemente empregada na avicultura e na medicina humana, tornou-se uma grande preocupação para os produtores de aves e vários estudos avaliaram o aumento da resistência bacteriana a esses antimicrobianos. O papel do sistema de efluxo CmeABC tem sido enfatizado entre os mecanismos de resistência em Campylobacter spp. à fluorquinolonas. O presente estudo investigou a ocorrência da bomba de efluxo CmeABC em 81 cepas de Campylobacter jejuni e 78 cepas de Campylobacter coli resistentes à enrofloxacina, isoladas de frangos de corte coletados em seis abatedouros situados no polo avícola de São José do Rio Preto/RJ e de dois abatedouros comerciais situados na Região Metropolitana do Rio de Janeiro, de 2013 a 2016. A resistência à enrofloxacina foi avaliada pelo método de diluição em ágar para determinar a concentração inibitória mínima (CIM). O sistema de efluxo CmeABC foi investigado através da detecção dos genes cmeA, cmeB e cmeC por PCR. A atividade da bomba de efluxo CmeABC foi investigada em 20 cepas utilizando o inibidor da bomba de efluxo Phenylalanine-Arginine ß-Naftilamida (PAßN). Os três genes cmeA, cmeB e cmeC foram detectados em 94,3% das cepas (C. jejuni = 80 e C. coli = 70), enquanto o sistema estava ausente ou incompleto em 5,7% das cepas (C. jejuni = 1 e C coli = 8). A CIM variou entre 0,5µg/ml e 64µg/ml e 88,7% das cepas foram resistentes à enrofloxacina, enquanto 11,3% apresentaram resistência intermediária. A inibição da bomba de efluxo pelo PAßN reduziu a CIM da enrofloxacina até oito vezes em quinze cepas (75%). Estes resultados indicam que este sistema é frequente e ativo em cepas resistentes de Campylobacter spp. na presença de enrofloxacina.(AU)

Antibacterial activity of different types of snake venom from the Viperidae family against Staphylococcus aureus / Atividade antibacteriana de diferentes tipos de veneno de serpentes da família Viperidae contra Staphylococcus aureus

Toxins and venoms produced by living organisms have exhibited a variety of biological activities against microorganisms. In this study, we tested seven snake venoms from the family Viperidae for antibacterial activity and the activities of reversal of antibiotic resistance and inhibition of biofilm formation against 22 clinical isolates of Staphylococcus aureus. Bothrops moojeni venom exhibited anti staphylococcal activity with the lowest mean value of minimum inhibitory concentration (MIC). Moreover, reversal of antibiotic resistance was observed for combinations of B. moojeni venom (½ x MIC) and norfloxacin or ampicillin (both ½ x MIC) for 86.4% and 50% of the isolates, respectively. B. moojeni venom alone at ½ MIC inhibited 90% of biofilm formation, whereas in combination with ciprofloxacin, both at ½ MIC, a reduction on the NorA efflux pump activity was observed. The detection of in vitro mutants colonies of S. aureus resistant to B. moojeni venom was low and they did not survive. A phospholipase A2 was purified from the venom of B. moojeni and displayed anti-staphylococcal activity when tested alone or in combination with ciprofloxacin. The results presented here will contribute to the search for new antimicrobial agents against resistant S. aureus.

Toxinas e venenos exibem uma variedade de atividades biológicas contra micro-organismos. Neste estudo, investigou-se a atividade de sete venenos de serpentes, da família Viperidae, sobre o crescimento de Staphylococcus aureus, na reversão fenotípica da resistência a antibióticos e inibição de formação de biofilme contra 22 isolados clínicos de S. aureus. O veneno de Bothrops moojeni apresentou a menor média de concentração inibitória mínima (CIM). Além disso, observou-se reversão da resistência a antibióticos para combinações do veneno de B. moojeni (½ x CIM) e norfloxacina ou ampicilina (ambos ½ x CIM) para 86,4% e 50% dos isolados, respectivamente. O veneno de B. moojeni na concentração de ½ CIM inibiu 90% de formação de biofilme, enquanto ele em combinação com ciprofloxacina, ambos na concentração de ½ CIM, diminuiu a atividade da bomba de efluxo NorA. A detecção in vitro de colônias mutantes de S. aureus resistente ao veneno de B. moojeni foi baixa e eles não sobreviveram. Uma fosfolipase A2 purificada a partir do veneno de B. moojeni exibiu atividade antibacteriana quando testada sozinha ou em combinação com ciprofloxacina. Os dados obtidos poderão contribuir para a pesquisa de novos agentes antimicrobianos contra S. aureus.

Resistance to B-lactam and tetracycline in Campylobacter spp isolated from broiler slaughterhouses in southern Brazil / Resistência a B-lactâmicos e tetraciclina em Campylobacter spp isolados de matadouros-frigoríficos de aves no sul do Brasil

The study was carried out to screen and analyze the genetic characteristics of antimicrobial resistance in Campylobacter spp. from poultry sources. A total of 141 strains of Campylobacter isolated from samples of broilers of slaughterhouses in southern Brazil was identified by phenotypic and genotypic methods. Campylobacter isolates were evaluated for its antimicrobial susceptibility and the presence of resistance genes. The strains were investigated for antimicrobial susceptibility against two agents (ampicillin and tetracycline) by disk diffusion method. PCR assay was used to confirm the specie and the presence of ampicillin (blaOXA-61), tetracycline tet(O), and the energy-dependent multi-drug efflux pump (cmeB) genes. Campylobacter jejuni was the most ubiquitous; its presence was determined in 140 samples out of 141 (99.3%), whereas Campylobacter coli was found only in one of the contaminated samples (0.70%). The results obtained showed 65% and 35.5% of Campylobacter isolates resistant to β-lactams and tetracyclines, respectively. The cmeB gene responsible for multidrug resistance was detected in 26 isolates out 141 strains (18.5%). Moreover, 36 out of 141 Campylobacter strains (25.6%) were found to be resistant to at least two different antimicrobia resistance markers (β-lactams and tetracyclines)...

O presente estudo foi realizado para examinar e analisar as características genéticas de resistência antimicrobiana de Campylobacter spp. a partir de fontes avícolas. Um total de 141 amostras de Campylobacter isolados em matadouros-frigoríficos de aves do estado do Rio Grande do Sul, Brasil, foi identificado por métodos fenotípicos e genotípicos. Foi analisada a susceptibilidade antimicrobiana e a presença de genes de resistência. As cepas foram testadas para detectar sensibilidade frente a dois antimicrobianos (ampicilina e tetraciclina) pelo método de difusão em disco. A seguir, usando a reação em cadeia da polimerase foi confirmada a espécie e a presença dos genes de resistência à ampicilina (blaOXA-61) e tetraciclina tet(O), assim como a detecção da bomba de efluxo (cmeB). Campylobacter jejuni foi a espécie mais isolada, sua presença foi determinada em 140 amostras (99,3%), e Campylobacter coli foi encontrada em uma única amostra (0,70%). Os resultados obtidos mostraram 65% e 35,5% de Campylobacter isolados resistentes a β-lactâmicos e tetraciclinas, respectivamente. O gene cmeB responsável pela resistência a múltiplos antimicrobianos foi detectado em 26 amostras (18,5%). Neste contexto, 36 das 141 amostras (25,6%) foram consideradas resistentes a dois grupos diferentes de antimicrobianos (β-lactâmicos e tetraciclinas)...

Suscetibilidade a desinfetantes e perfil de resistência a antimicrobianos em isolados de Escherichia coli / Susceptibility to disinfectants and antimicrobial resistance profile in Escherichia coli isolates

A colibacilose, causada por Escherichia coli, é a enfermidade entérica de maior impacto na produção de suínos, podendo levar à morte do animal. Esta bactéria possui grande capacidade de desenvolver resistência a múltiplos antimicrobianos e a desinfetantes. Desta forma, estudos que abordem mecanismos de resistência e perfil de amostras de campo tornam-se necessários. E. coli é amplamente utilizada como modelo de estudos que exploram a resistência intrínseca e extrínseca a multidrogas. Neste trabalho, buscou-se verificar o perfil de sensibilidade de 62 isolados de E. coli de suínos frente a três desinfetantes e a 13 antimicrobianos. Ainda, em 31 destes isolados foi pesquisada a presença de mecanismo de efluxo. Dos três desinfetantes avaliados, o cloreto de alquil dimetil benzil amônio+poliexietilenonilfenileter foi o que se mostrou mais eficaz (100%), seguido do glutaraldeído+cloreto de alquil dimetil benzil amônio (95,2%) e do cloreto de alquil dimetil benzil amônio (88,8%). Dentre os antimicrobianos testados, observou-se maior resistência para a tetraciclina (62,2%) e maior sensibilidade para o florfenicol (88,6%). A alta sensibilidade dos isolados frente aos desinfetantes pode estar relacionada à ausência de mecanismo de efluxo. O índice de resistência múltipla médio aos antimicrobianos foi de 0,52, o que demonstra um perfil multirresistente dos isolados, conduzindo para a necessidade do uso racional destas drogas em suinocultura.

Colibacillosis caused by Escherichia coli is the most important enteric disease in pig production, which may lead to death of the affected animal. The bacterium has a great ability to develop resistance to multiple antibiotics and disinfectants. Thus, investigation addressing mechanisms of resistance and profile of field samples is necessary. E. coli is widely used as a model for studies that explore the intrinsic and extrinsic resistance to multidrugs. In this paper, we attempt to associate the susceptibility profile of 62 isolates of E. coli to three disinfectants and 13 antimicrobials. Also 31 isolates were tested for the presence of efflux mechanism. Of the three disinfectants tested, alkyldimethylbenzylammonium chloride+nonyl phenoxy polyethoxy ethanol was the most effective (100%), followed by glutaraldehyde+alkyldimethylbenzylammonium chloride (95.2%) and alkyldimethylbenzylammonium chloride (88.8%). Among the antimicrobials tested, there was greater resistance to tetracycline (62.2%) and higher sensitivity to florfenicol (88.6%). The high sensitivity of the isolates against disinfectants may be related to the absence of efflux mechanism. The average index of multiple resistance to antimicrobials was 0.52, what demonstrates a profile of multidrug resistant isolates, showing the need for rational use of these drugs in pig production.

Antimicrobial resistance of Staphylococcus spp. from small ruminant mastitis in Brazil / Resistência antimicrobiana de Staphylococcus spp. de mastite de pequenos ruminantes no Brasil

The study aimed to determine the antimicrobial resistance patterns and to identify molecular resistance markers in Staphylococcus spp. (n=210) isolated from small ruminant mastitis in Brazil. The antimicrobial resistance patterns were evaluated by the disk diffusion test and by detection of the presence of mecA, blaZ, ermA, ermB, ermC and msrA genes by PCR. The efflux pump test was performed using ethidium bromide and biofilm production was determined by Congo red agar test along with PCR for detection of the icaD gene. The isolates were most resistant to amoxicillin (50.0%), streptomycin (42.8%), tetracycline (40.4%), lincomycin (39.0%) and erythromycin (33.8%). Pan-susceptibility to all tested drugs was observed in 71 (33.8%) isolates and 41 Staphylococcus isolates were positive for the efflux pump. Although phenotypic resistance to oxacillin was observed in 12.8% of the isolates, none harbored the mecA gene. However, 45.7% of the isolates harbored blaZ indicating that beta-lactamase production was the main mechanism associated with staphylococci resistance to beta-lactams in the present study. The other determinants of resistance to antimicrobial agents ermA, ermB, ermC, and msrA were observed in 1.4%, 10.4%, 16.2%, and 0.9% of the isolates, respectively. In addition, the icaD gen was detected in 32.9% of the isolates. Seventy three isolates (54 from goats and 19 from sheep) were negative for all resistance genes tested and 69 isolates presented two or more resistance genes. Association among blaZ, ermA, ermB, ermC and efflux pump were observed in 17 isolates, 14 of which originated from goats and three from sheep. The data obtained in this study show the resistance of the isolates to beta-lactamics, which may be associated with the use of antimicrobial drugs without veterinary control.

O presente trabalho teve como objetivo determinar os padrões de resistência a agentes antimicrobianos e identificar marcadores moleculares de resistência em Staphylococcus spp. (n=210) isolados de mastite de pequenos ruminantes no Brasil. Os padrões de resistência a agentes antimicrobianos foram avaliados pelo teste de difusão em disco e pela detecção da presença dos genes mecA, blaZ, ermA, ermB, ermC e msrA via PCR. O teste da bomba de efluxo foi realizado utilizando brometo de etídio e a produção de biofime foi determinada pelo teste do vermelho congo em paralelo com o PCR para detecção do gene icaD. Os isolados foram mais resistentes a amoxicilina (50,0%), estreptomicina (42,8%), tetraciclina (40,4%), lincomicina (39,0%) e eritromicina (33,8%). Setenta e um (33,8%) isolados foram sensíveis a todas as drogas testadas e 41 foram positivos para a bomba de efluxo. Embora a resistência fenotípica a oxacilina tenha sido observada observada em 12,8% dos isolados, nenhum possuiu o gene mecA. Entretanto, 45,7% dos isolados continham a gene blaZ, indicando que a produção de beta-lactamases foi o principal mecanismo associado com a resistência dos Staphylococcus aos beta-lactâmicos. Os outros determinantes de resistência a agentes antimicrobianos ermA, ermb, ermC e msrA foram observados em 1,4%, 10,4%, 16,2% e 0,9% dos isolados respectivamente. Além disso, o gene icaD foi detectado em 32,9% dos isolados. Setenta e três isolados (54 de cabras e 19 de ovelhas) foram negativos para todos os genes de resistência testados e 69 isolados apresentaram dois ou mais genes de resistência. A associação entre blaZ, ermA, ermB, ermC e bomba de efluxo foi observada em 17 isolados dos quais 14 eram oriundos de cabras e três de ovelhas. Os dados obtidos no presente estudo indicam a resistência dos isolados aos beta-lactâmicos, o que pode estar associado ao uso sem controle veterinário destas drogas nos animais.

Composição química e modulação da resistência bacteriana a drogas do óleo essencial das folhas de Rollinia leptopetala R. E. Fries / Chemical composition and modulation of bacterial drug resistance of the essential oil from the leaves of Rollinia leptopetala R. E. Fries

O óleo essencial das folhasde Rollinia leptopetala foi obtido por hidrodestilação em aparelho de Clevenger e a sua composição química foi analisada através de CG-EM. Com essa técnica, foi possível identificar 22 constituintes em uma mistura complexa demonoterpenos (54,5 por cento) e sesquiterpenos (45,5 por cento). O principal componente encontradonas folhas foi o biciclogermacreno (22,47 por cento). O óleo essencial foi avaliado numa linhagem de Staphylococcus aureus portadora de bomba de efluxo responsável pela resistência norfloxacino. Embora o óleo essencial não tenha apresentado atividade antibacteriana relevante in vitro, ele apresentou atividade moduladora da resistência, ou seja, em combinação com o norfloxacino observou-se uma redução de 4x na concentração inibitória mínima do antibiótico, indicando inibição de bomba de efluxo.

The essential oil from the leaves of Rollinia leptopetala was obtained by hydrodistillation in Clevenger's apparatus and its chemical composition was analyzed by GC-MS. With this technique could be identified 22 constituents in a complex mixture of monoterpenes (54.5 percent) and sesquiterpenes (45.5 percent). The main component found in the leaves was the bicyclogermacrene (22.47 percent). The essential oil was assayed against a strain of Staphylococcus aureus possessing efflux mechanism of resistance to norfloxacin. Although the essential oil did not display relevant antibacterial activity in vitro, it modulated the activity of the norfloxacin, i.e. in combination with the antibiotic it was observed a fourfold reduction in the minimum inhibitory concentration for norfloxacin, indicating inhibition of efflux pump.