A Cross-Sectional Study of Dairy Cattle Metagenomes Reveals Increased Antimicrobial Resistance in Animals Farmed in a Heavy Metal Contaminated Environment.

The use of heavy metals in economic and social development can create an accumulation of toxic waste in the environment. High concentrations of heavy metals can damage human and animal health, lead to the development of antibiotic resistance, and possibly change in bovine microbiota. It is important to investigate the influence of heavy metals in food systems to determine potential harmful effects environmental heavy metal contamination on human health. Because of a mining dam rupture, 43 million cubic meters of iron ore waste flowed into the Doce river basin surrounding Mariana City, Brazil, in 2015. Following this environmental disaster, we investigated the consequences of long-term exposure to contaminated drinking water on the microbiome and resistome of dairy cattle. We identified bacterial antimicrobial resistance (AMR) genes in the feces, rumen fluid, and nasopharynx of 16 dairy cattle 4 years after the environmental disaster. Cattle had been continuously exposed to heavy metal contaminated water until sample collection (A) and compared them to analogous samples from 16 dairy cattle in an unaffected farm, 356 km away (B). The microbiome and resistome of farm A and farm B differed in many aspects. The distribution of genes present in the cattle's nasopharynx, rumen, and feces conferring AMR was highly heterogeneous, and most genes were present in only a few samples. The relative abundance and prevalence (presence/absence) of AMR genes were higher in farm A than in farm B. Samples from farm A had a higher prevalence (presence) of genes conferring resistance to multiple drugs, metals, biocides, and multi-compound resistance. Fecal samples had a higher relative abundance of AMR genes, followed by rumen fluid samples, and the nasopharynx had the lowest relative abundance of AMR genes detected. Metagenome functional annotation suggested that selective pressures of heavy metal exposure potentially skewed pathway diversity toward fewer, more specialized functions. This is the first study that evaluates the consequences of a Brazilian environmental accident with mining ore dam failure in the microbiome of dairy cows. Our findings suggest that the long-term persistence of heavy metals in the environment may result in differences in the microbiota and enrichment of antimicrobial-resistant bacteria. Our results also suggest that AMR genes are most readily detected in fecal samples compared to rumen and nasopharyngeal samples which had relatively lower bacterial read counts. Since heavy metal contamination has an effect on the animal microbiome, environmental management is warranted to protect the food system from hazardous consequences.

Occurrence of anti-Brucella abortus agglutinins in small ruminants in Sergipe / Ocorrência de aglutininas anti-Brucella abortus em pequenos ruminantes de Sergipe

The objective this study was to evaluate the occurrence of small ruminants seropositive for Brucella abortus in Sergipe, Brazil. Samples of sheep (1,200) and goats (675) serum blood was collected from 101 farms of 25 counties of the three mesoregions of the state. The technique of Acidified Buffered Acid stained with Rose Bengal (RB) was used and all samples confirmed a positive result using the 2-Mercaptoethanol technique. Four (0.21%) seropositive animals were diagnosed by technique AAT stained with RB, three sheep's (0.25%) and a goat (0.15%), were confirmed by the 2ME test. In all the positive properties, the intercropping of small ruminants with cattle was adopted, favoring the contact with the agent. The prevalence of anti-B. abortus antibodies in herds of small ruminants in Sergipe is described for the first time, and is low, however, it is important to identify seropositive animals to be discarded due to their zoonotic potential.(AU)

Objetivou-se avaliar a ocorrência de pequenos ruminantes soropositivos para Brucella abortus em Sergipe, Brasil, a partir de 1.200 amostras de soro sanguíneo de ovinos e 675 de caprinos, oriundos de 101 propriedades de 25 municípios das três mesorregiões do estado, nas quais foi empregada a técnica do Antígeno Acidificado Tamponado (AAT) corado com Rosa Bengala (RB) como triagem e do 2-Mercaptoetanol (2ME) como confirmatória. Foram diagnosticados 4 animais (0,21%) soropositivos pela técnica de AAT corado com RB, 3 ovelhas (0,25%) e 1 cabra (0,15%), que posteriormente foram confirmados pelo teste de 2ME. Em todas as propriedades positivas era adotada a criação consorciada de pequenos ruminantes com bovinos, favorecendo o contato com o agente causador. A ocorrência de anticorpos anti-B. abortus em rebanhos sergipanos de pequenos ruminantes é descrita pela primeira vez, e mostra-se baixa; entretanto, é importante a identificação de animais soropositivos para que sejam descartados, devido seu potencial zoonótico.(AU)

Occurrence of anti-Brucella abortus agglutinins in small ruminants in Sergipe / Ocorrência de aglutininas anti-Brucella abortus em pequenos ruminantes de Sergipe

The objective this study was to evaluate the occurrence of small ruminants seropositive for Brucella abortus in Sergipe, Brazil. Samples of sheep (1,200) and goats (675) serum blood was collected from 101 farms of 25 counties of the three mesoregions of the state. The technique of Acidified Buffered Acid stained with Rose Bengal (RB) was used and all samples confirmed a positive result using the 2-Mercaptoethanol technique. Four (0.21%) seropositive animals were diagnosed by technique AAT stained with RB, three sheep's (0.25%) and a goat (0.15%), were confirmed by the 2ME test. In all the positive properties, the intercropping of small ruminants with cattle was adopted, favoring the contact with the agent. The prevalence of anti-B. abortus antibodies in herds of small ruminants in Sergipe is described for the first time, and is low, however, it is important to identify seropositive animals to be discarded due to their zoonotic potential.(AU)

Objetivou-se avaliar a ocorrência de pequenos ruminantes soropositivos para Brucella abortus em Sergipe, Brasil, a partir de 1.200 amostras de soro sanguíneo de ovinos e 675 de caprinos, oriundos de 101 propriedades de 25 municípios das três mesorregiões do estado, nas quais foi empregada a técnica do Antígeno Acidificado Tamponado (AAT) corado com Rosa Bengala (RB) como triagem e do 2-Mercaptoetanol (2ME) como confirmatória. Foram diagnosticados 4 animais (0,21%) soropositivos pela técnica de AAT corado com RB, 3 ovelhas (0,25%) e 1 cabra (0,15%), que posteriormente foram confirmados pelo teste de 2ME. Em todas as propriedades positivas era adotada a criação consorciada de pequenos ruminantes com bovinos, favorecendo o contato com o agente causador. A ocorrência de anticorpos anti-B. abortus em rebanhos sergipanos de pequenos ruminantes é descrita pela primeira vez, e mostra-se baixa; entretanto, é importante a identificação de animais soropositivos para que sejam descartados, devido seu potencial zoonótico.(AU)

Frequência e fatores de riscos associados a caprinos soropositivos a Leptospiras spp. no Estado de Sergipe, Nordeste do Brasil / Frequency of and risk factors associated to Leptospira spp. Seropositivity in goats in the state of Sergipe, Northeastern Brazil

The objective of this study was to determine the frequency and factors associated with the occurrence of seropositivity for Leptospira spp. in goat herds in the state of Sergipe, Brazil, on the basis of the analysis of 675 samples collected from 41 properties in 2013-2014. Analysis of anti-Leptospira spp. antibodies revealed that 25.74% goats (194) were seropositive and that 90.24% (37) of the properties had at least one infected goat. The most prevalent serogroup was Icterohaemorrhagiae (85.57%); although, the study animals were reactive to other serogroups: Australis (5.15%), Pomona (3.61%), Sejroe (3.09%), and Pyrogenes (2.58%) had titers ≤400 in 96.91% of cases. The origin of the water source [still water source (OR=3.86)] was associated with seropositivity. Results reflected the importance of adopting appropriate management practices for herds in Sergipe.(AU)

O objetivo deste estudo foi determinar a frequência e os fatores associados à soropositividade para Leptospira spp. em caprinos do Estado de Sergipe, Nordeste do Brasil, utilizando 675 animais de 41 propriedades no período de 2013 e 2014. A frequência de positividade entre os animais foi de 25,74% (194), e em 90,24% (37) das propriedades houve pelo menos um animal soropositivo. O sorogrupo reagente predominante foi o Icterohaemorrhagiae (85,57%), com presença também de animais reagentes para Australis (5,15%), Pomona (3,61%), Sejroe (3,09%) e Pyrogenes (2,58%) com títulos ≤400 em 96,91% dos casos. A origem da água fornecida (água parada) (OR=3,86) foi o fator associado à presença de caprinos positivos. Ressalta-se a importância da adoção de práticas de manejo adequadas nos rebanhos caprinos sergipanos.(AU)

Frequência e fatores de riscos associados a caprinos soropositivos a Leptospiras spp. no Estado de Sergipe, Nordeste do Brasil / Frequency of and risk factors associated to Leptospira spp. Seropositivity in goats in the state of Sergipe, Northeastern Brazil

The objective of this study was to determine the frequency and factors associated with the occurrence of seropositivity for Leptospira spp. in goat herds in the state of Sergipe, Brazil, on the basis of the analysis of 675 samples collected from 41 properties in 2013-2014. Analysis of anti-Leptospira spp. antibodies revealed that 25.74% goats (194) were seropositive and that 90.24% (37) of the properties had at least one infected goat. The most prevalent serogroup was Icterohaemorrhagiae (85.57%); although, the study animals were reactive to other serogroups: Australis (5.15%), Pomona (3.61%), Sejroe (3.09%), and Pyrogenes (2.58%) had titers ≤400 in 96.91% of cases. The origin of the water source [still water source (OR=3.86)] was associated with seropositivity. Results reflected the importance of adopting appropriate management practices for herds in Sergipe.

O objetivo deste estudo foi determinar a frequência e os fatores associados à soropositividade para Leptospira spp. em caprinos do Estado de Sergipe, Nordeste do Brasil, utilizando 675 animais de 41 propriedades no período de 2013 e 2014. A frequência de positividade entre os animais foi de 25,74% (194), e em 90,24% (37) das propriedades houve pelo menos um animal soropositivo. O sorogrupo reagente predominante foi o Icterohaemorrhagiae (85,57%), com presença também de animais reagentes para Australis (5,15%), Pomona (3,61%), Sejroe (3,09%) e Pyrogenes (2,58%) com títulos ≤400 em 96,91% dos casos. A origem da água fornecida (água parada) (OR=3,86) foi o fator associado à presença de caprinos positivos. Ressalta-se a importância da adoção de práticas de manejo adequadas nos rebanhos caprinos sergipanos.

Risk factors for Toxoplasma gondii infection in sheep in the northeastern region of Brazil / Fatores de risco para a infecção de Toxoplasma gondii em ovinos da região nordeste do Brasil

Toxoplasma gondii is an infective parasite that causes reproductive disorders such as abortion, fetal mummification, birth of weak offspring, and stillbirth, thereby causing economic losses to sheep production. The northeastern region of Brazil has approximately 171 million small ruminants, of which 5.4% are sheep. The present study aimed at determining the rate of occurrence of T. gondii in sheep flocks on 60 farms in 19 municipalities in the three mesoregions (eastern, semi-arid, and sertão or backlands) of the state of Sergipe, Brazil, and the risk factors associated with this infection. Serum samples were collected between 2011 and 2012, from 60 farms located in 19 municipalities in the three mesoregions: 680 in the eastern region, 280 in the semi-arid region, and 240 in the backlands, totaling 1,200 samples (990 females and 210 males). Anti-T. gondii antibodies were detected by means of the indirect fluorescence antibody test (IFAT ≥ 64). The highest occurrence was detected in the eastern region (45.3%, p = 0.001). On farms with subsistence production, the risk of having animals infected by T. gondii was approximately twice as high as on breeding/rebreeding/fattening farms (OR: 3.03; CI: 1.97-4.68). There was a significant lack of sanitary care, such as absence of a dunghill (p = 0.000; OR: 1.60; CI: 1.26-2.03), quarantine (p = 0.000; OR: 1.87; CI: 1.45-2.41) and disinfection (p = 0.003; OR: 1.46; CI: 1.13-1.88). Regarding feeding, the risk of infection was 1.74 and 1.37 times higher in places that used a trough and/or that cats could access, respectively. The present study allows the conclusions that T. gondii is found on farms in the three mesoregions of the state of Sergipe and that environmental and management factors have an influence on sheep infection.(AU)

Toxoplasma gondii é um parasita cuja infecção leva a desordens reprodutivas como aborto, mumificação fetal, nascimento de cordeiros fracos e natimortos, provocando perdas econômicas na produção ovina. A região nordeste do Brasil possui aproximadamente 171 milhões de pequenos ruminantes, dos quais 5,4% são ovinos. Este estudo tem como objetivo determinar a ocorrência de T. gondii nos rebanhos ovinos de 60 propriedades de 19 municípios de três mesorregiões (leste, semiárido e sertão) do estado de Sergipe, Brasil, e os fatores de risco associados a essa infecção. Amostras de soro foram coletadas entre 2011 e 2012, em 60 propriedades localizadas em 19 municípios das três mesorregiões: 680 na região leste, 280 no semiárido e 240 no sertão, totalizando 1.200 amostras (990 fêmeas e 210 machos). Anticorpos anti-T.gondii foram detectados por reação de imunofluorescência indireta (RIF ≥ 64). A maior ocorrência foi detectada na região leste (45,3%, p = 0.001). Em propriedades com produção de subsistência, o risco de animais infectados por T. gondii é aproximadamente duas vezes maior que nas de cria/recria/engorda (OR = 3.03/ IC: 1.97-4.68). A ausência de cuidados sanitários, como ausência de esterqueira (p = 0.000/ OR: 1.60; CI: 1.26-2.03); quarentena (p = 0.000/ OR: 1.87; CI: 1.45-2.41) e desinfecção (p = 0.003/ OR: 1.46; CI: 1.13-1.88) foram significantes. Em relação à alimentação, o risco de infecção aumenta 1.74 e 1.37 em locais que utilizam cocho ou com presença de gatos, respectivamente. Este estudo permite concluir que o T. gondii é encontrado em propriedades das mesorregiões do estado de Sergipe e fatores ambientais e de manejo estão influenciando nas infecções em ovinos.(AU)

Frequency of and risk factors associated to Leptospira spp. Seropositivity in goats in the state of Sergipe, Northeastern Brazil / Frequência e fatores de riscos associados a caprinos soropositivos a Leptospiras spp. no Estado de Sergipe, Nordeste do Brasil

ABSTRACT: The objective of this study was to determine the frequency and factors associated with the occurrence of seropositivity for Leptospira spp. in goat herds in the state of Sergipe, Brazil, on the basis of the analysis of 675 samples collected from 41 properties in 2013-2014. Analysis of anti-Leptospira spp. antibodies revealed that 25.74% goats (194) were seropositive and that 90.24% (37) of the properties had at least one infected goat. The most prevalent serogroup was Icterohaemorrhagiae (85.57%); although, the study animals were reactive to other serogroups: Australis (5.15%), Pomona (3.61%), Sejroe (3.09%), and Pyrogenes (2.58%) had titers ≤400 in 96.91% of cases. The origin of the water source [still water source (OR=3.86)] was associated with seropositivity. Results reflected the importance of adopting appropriate management practices for herds in Sergipe.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi determinar a frequência e os fatores associados à soropositividade para Leptospira spp. em caprinos do Estado de Sergipe, Nordeste do Brasil, utilizando 675 animais de 41 propriedades no período de 2013 e 2014. A frequência de positividade entre os animais foi de 25,74% (194), e em 90,24% (37) das propriedades houve pelo menos um animal soropositivo. O sorogrupo reagente predominante foi o Icterohaemorrhagiae (85,57%), com presença também de animais reagentes para Australis (5,15%), Pomona (3,61%), Sejroe (3,09%) e Pyrogenes (2,58%) com títulos ≤400 em 96,91% dos casos. A origem da água fornecida (água parada) (OR=3,86) foi o fator associado à presença de caprinos positivos. Ressalta-se a importância da adoção de práticas de manejo adequadas nos rebanhos caprinos sergipanos.

Risk factors for Toxoplasma gondii infection in sheep in the northeastern region of Brazil / Fatores de risco para a infecção de Toxoplasma gondii em ovinos da região nordeste do Brasil

Toxoplasma gondii is an infective parasite that causes reproductive disorders such as abortion, fetal mummification, birth of weak offspring, and stillbirth, thereby causing economic losses to sheep production. The northeastern region of Brazil has approximately 171 million small ruminants, of which 5.4% are sheep. The present study aimed at determining the rate of occurrence of T. gondii in sheep flocks on 60 farms in 19 municipalities in the three mesoregions (eastern, semi-arid, and sertão or backlands) of the state of Sergipe, Brazil, and the risk factors associated with this infection. Serum samples were collected between 2011 and 2012, from 60 farms located in 19 municipalities in the three mesoregions: 680 in the eastern region, 280 in the semi-arid region, and 240 in the backlands, totaling 1,200 samples (990 females and 210 males). Anti-T. gondii antibodies were detected by means of the indirect fluorescence antibody test (IFAT ≥ 64). The highest occurrence was detected in the eastern region (45.3%, p = 0.001). On farms with subsistence production, the risk of having animals infected by T. gondii was approximately twice as high as on breeding/rebreeding/fattening farms (OR: 3.03; CI: 1.97-4.68). There was a significant lack of sanitary care, such as absence of a dunghill (p = 0.000; OR: 1.60; CI: 1.26-2.03), quarantine (p = 0.000; OR: 1.87; CI: 1.45-2.41) and disinfection (p = 0.003; OR: 1.46; CI: 1.13-1.88). Regarding feeding, the risk of infection was 1.74 and 1.37 times higher in places that used a trough and/or that cats could access, respectively. The present study allows the conclusions that T. gondii is found on farms in the three mesoregions of the state of Sergipe and that environmental and management factors have an influence on sheep infection.(AU)

Toxoplasma gondii é um parasita cuja infecção leva a desordens reprodutivas como aborto, mumificação fetal, nascimento de cordeiros fracos e natimortos, provocando perdas econômicas na produção ovina. A região nordeste do Brasil possui aproximadamente 171 milhões de pequenos ruminantes, dos quais 5,4% são ovinos. Este estudo tem como objetivo determinar a ocorrência de T. gondii nos rebanhos ovinos de 60 propriedades de 19 municípios de três mesorregiões (leste, semiárido e sertão) do estado de Sergipe, Brasil, e os fatores de risco associados a essa infecção. Amostras de soro foram coletadas entre 2011 e 2012, em 60 propriedades localizadas em 19 municípios das três mesorregiões: 680 na região leste, 280 no semiárido e 240 no sertão, totalizando 1.200 amostras (990 fêmeas e 210 machos). Anticorpos anti-T.gondii foram detectados por reação de imunofluorescência indireta (RIF ≥ 64). A maior ocorrência foi detectada na região leste (45,3%, p = 0.001). Em propriedades com produção de subsistência, o risco de animais infectados por T. gondii é aproximadamente duas vezes maior que nas de cria/recria/engorda (OR = 3.03/ IC: 1.97-4.68). A ausência de cuidados sanitários, como ausência de esterqueira (p = 0.000/ OR: 1.60; CI: 1.26-2.03); quarentena (p = 0.000/ OR: 1.87; CI: 1.45-2.41) e desinfecção (p = 0.003/ OR: 1.46; CI: 1.13-1.88) foram significantes. Em relação à alimentação, o risco de infecção aumenta 1.74 e 1.37 em locais que utilizam cocho ou com presença de gatos, respectivamente. Este estudo permite concluir que o T. gondii é encontrado em propriedades das mesorregiões do estado de Sergipe e fatores ambientais e de manejo estão influenciando nas infecções em ovinos.(AU)

Comparação do ensaio imunoenzimático indireto (ELISA-teste) com a reação da imunofluorescência indireta na detecção de anticorpos IgG anti-Toxoplasma gondii em ovinos naturalmente infectados / Comparison of indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA test) with the indirect immunofluorescence assay for detection of IgG anti-Toxoplasma gondii antibodies in sheep naturally infected

Este trabalho tem como objetivo avaliar a comparação do ensaio imunoenzimático indireto (ELISA-teste) e a reação de imunofluorescência indireta (RIFI) no diagnóstico sorológico da toxoplasmose em ovinos naturalmente infectados. Foram obtidas amostras de soros de 530 ovinos pertencentes a 28 propriedades de 13 municípios localizados no Estado de Sergipe. Das 530 amostras de ovinos submetidas à RIFI e ao ELISA, 52,4% (n=278) e 49,4% (n=262) foram positivas respectivamente. Os resultados comparativos entre os dois testes sorológicos mostraram sensibilidade de 69,8%, especificidade de 99,4%, valor preditivo positivo de 65,8%, valor preditivo negativo de 68,6% e concordância Kappa de 0,344. O índice Kappa apresentou concordância média entre os dois testes sorológicos, reforçando a importância da escolha do RIFI como técnica padrão ouro no diagnóstico sorológico da toxoplasmose ovina. Porém, vale ressaltar a escolha na utilização do ELISA como técnica sorológica auxiliar para o estudo epide­miológico da toxoplasmose em rebanhos ovinos.

This study aimed to evaluate the comparison of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA test) and indirect immunofluorescence assay (IFA) on the serological diagnosis of toxoplasmosis in sheep naturally infected. Samples were obtained of 530 sheep in 28 farms from 13 cities in the State of Sergipe. Of the 530 samples of sheep submitted to IFA and ELISA test, 52.4% (n = 278) and 49.4% (n = 262) were respectively positive. The comparative results between the two serological tests showed a sensitivity of 69.8%, specificity of 99.4%, positive predictive value of 65.8%, negative predictive value of 68.6% and Kappa 0.344. The Kappa index showed average agreement between the two serological tests, reinforcing the importance of choice of IFA as gold standard technique in serological diagnosis of ovine toxoplasmosis. However, is important emphasize the choice in using the ELISA test serological technique as assistant to the epidemiological study of toxoplasmosis in sheep breeding.

Comparação do ensaio imunoenzimático indireto (ELISA-teste) com a reação da imunofluorescência indireta na detecção de anticorpos IgG anti-Toxoplasma gondii em ovinos naturalmente infectados / Comparison of indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA test) with the indirect immunofluorescence assay for detection of IgG anti-Toxoplasma gondii antibodies in sheep naturally infected

Este trabalho tem como objetivo avaliar a comparação do ensaio imunoenzimático indireto (ELISA-teste) e a reação de imunofluorescência indireta (RIFI) no diagnóstico sorológico da toxoplasmose em ovinos naturalmente infectados. Foram obtidas amostras de soros de 530 ovinos pertencentes a 28 propriedades de 13 municípios localizados no Estado de Sergipe. Das 530 amostras de ovinos submetidas à RIFI e ao ELISA, 52,4% (n=278) e 49,4% (n=262) foram positivas respectivamente. Os resultados comparativos entre os dois testes sorológicos mostraram sensibilidade de 69,8%, especificidade de 99,4%, valor preditivo positivo de 65,8%, valor preditivo negativo de 68,6% e concordância Kappa de 0,344. O índice Kappa apresentou concordância média entre os dois testes sorológicos, reforçando a importância da escolha do RIFI como técnica padrão ouro no diagnóstico sorológico da toxoplasmose ovina. Porém, vale ressaltar a escolha na utilização do ELISA como técnica sorológica auxiliar para o estudo epide­miológico da toxoplasmose em rebanhos ovinos.(AU)

This study aimed to evaluate the comparison of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA test) and indirect immunofluorescence assay (IFA) on the serological diagnosis of toxoplasmosis in sheep naturally infected. Samples were obtained of 530 sheep in 28 farms from 13 cities in the State of Sergipe. Of the 530 samples of sheep submitted to IFA and ELISA test, 52.4% (n = 278) and 49.4% (n = 262) were respectively positive. The comparative results between the two serological tests showed a sensitivity of 69.8%, specificity of 99.4%, positive predictive value of 65.8%, negative predictive value of 68.6% and Kappa 0.344. The Kappa index showed average agreement between the two serological tests, reinforcing the importance of choice of IFA as gold standard technique in serological diagnosis of ovine toxoplasmosis. However, is important emphasize the choice in using the ELISA test serological technique as assistant to the epidemiological study of toxoplasmosis in sheep breeding.(AU)