Phenotypic and molecular characterization of erythromycin resistance in Campylobacter jejuni and Campylobacter coli strains isolated from swine and broiler chickens / Caracterização fenotípica e molecular da resistência à eritromicina em cepas de Campylobacter jejuni e Campylobacter coli isoladas de suínos e frangos de corte

Campylobacter spp. is a bacterial agent that causes gastroenteritis in humans and may trigger Guillain-Barré Syndrome (GBS) and is also considered one of the main foodborne diseases in developed countries. Poultry and pigs are considered reservoirs of these microorganisms, as well as raw or undercooked by-products are often incriminated as a source of human infection. Treatment in human cases is with macrolide, such erythromycin, that inhibits the protein synthesis of the microorganism. This study aimed to isolate Campylobacter jejuni and Campylobacter coli from intestinal content samples of broiler chickens (n=20) and swine (n=30) to characterize the erythromycin resistance profile of the strains and to detect molecular mechanisms involved in this resistance. The minimum inhibitory concentration was determined by agar dilution. The Mismatch Amplification Mutation Assay-Polymerase Chain Reaction (MAMA-PCR) was performed to detect mutations at positions 2074 and 2075 of 23S rRNA region, in addition to PCR test to detect the erm(B) gene. From the intestinal content of broiler chickens, 18 strains of C. jejuni and two strains of C. coli were isolated, whereas, from swine samples, no C. jejuni strain and 14 strains of C. coli were isolated. All C. coli strains were resistant, and three C. jejuni strains from broilers chickens were characterized with intermediate resistance to erythromycin. The MIC of the strains ranged from ≤0.5mg/μL to ≥128mg/μL. All resistant strains had the A2075G mutation, and one strain with intermediate resistance had the A2075G mutation. However, the A2074C mutation and the erm(B) gene were not detected. High resistance levels were detected in C. coli strains isolated from swine. The MAMA-PCR is a practical tool for detecting the erythromycin resistance in Campylobacter strains.(AU)

Campylobacter spp. é um agente bacteriano causador de gastroenterite em humanos e associado à síndrome de Guillain-Barré, sendo a campilobacteriose considerada uma das principais enfermidades de origem alimentar. Aves e suínos são importantes reservatórios desses microrganismos e seus produtos derivados crus ou mal cozidos são muitas vezes incriminados como fonte de infecção humana. A primeira escolha para o tratamento em casos humanos são os antimicrobianos da classe dos macrolídeos como à eritromicina. Dentro desse contexto, o objetivo deste estudo foi isolar Campylobacter jejuni e C. coli a partir de 20 amostras de conteúdo intestinal de frangos de corte e de 30 de suínos ao abate e investigar a resistência à eritromicina das estirpes obtidas e os possíveis mecanismos moleculares envolvidos nesta resistência. A concentração inibitória mínima foi determinada pela diluição em ágar e a técnica MAMA-PCR foi utilizada para detecção de mutações nas posições 2074 e 2075 da região 23s rRNA, foi pesquisado também a presença do gene erm(B) pela PCR. A partir do conteúdo intestinal de frangos de corte foram isoladas 18 estirpes de C. jejuni e duas de C. coli, enquanto de suínos foram obtidas 14 estirpes de C. coli e nenhuma estirpe de C. jejuni. Todas as estirpes de C. coli de suínos foram identificadas como resistentes e três estirpes de C. jejuni de frangos foram caracterizadas com resistência intermediária. A CIM das estirpes variou de ≤0,5mg/μL a ≥128mg/μL. Todas as estirpes resistentes tinham a mutação A2075G e uma cepa com resistência intermediária também apresentou a mutação A2075G. Não foi detectada a mutação A2074C ou a presença do gene erm(B) em nenhuma das estirpes obtidas. Os resultados revelam um alto nível de resistência em estirpes de C. coli isoladas de suínos frente a eritromicina. A técnica MAMA PCR utilizada se constitui em uma ferramenta prática para detecção da resistência à eritromicina em estirpes de C. jejuni e C. coli.(AU)

Phenotypic and molecular characterization of erythromycin resistance in Campylobacter jejuni and Campylobacter coli strains isolated from swine and broiler chickens / Caracterização fenotípica e molecular da resistência à eritromicina em cepas de Campylobacter jejuni e Campylobacter coli isoladas de suínos e frangos de corte

Campylobacter spp. is a bacterial agent that causes gastroenteritis in humans and may trigger Guillain-Barré Syndrome (GBS) and is also considered one of the main foodborne diseases in developed countries. Poultry and pigs are considered reservoirs of these microorganisms, as well as raw or undercooked by-products are often incriminated as a source of human infection. Treatment in human cases is with macrolide, such erythromycin, that inhibits the protein synthesis of the microorganism. This study aimed to isolate Campylobacter jejuni and Campylobacter coli from intestinal content samples of broiler chickens (n=20) and swine (n=30) to characterize the erythromycin resistance profile of the strains and to detect molecular mechanisms involved in this resistance. The minimum inhibitory concentration was determined by agar dilution. The Mismatch Amplification Mutation Assay-Polymerase Chain Reaction (MAMA-PCR) was performed to detect mutations at positions 2074 and 2075 of 23S rRNA region, in addition to PCR test to detect the erm(B) gene. From the intestinal content of broiler chickens, 18 strains of C. jejuni and two strains of C. coli were isolated, whereas, from swine samples, no C. jejuni strain and 14 strains of C. coli were isolated. All C. coli strains were resistant, and three C. jejuni strains from broilers chickens were characterized with intermediate resistance to erythromycin. The MIC of the strains ranged from ≤0.5mg/μL to ≥128mg/μL. All resistant strains had the A2075G mutation, and one strain with intermediate resistance had the A2075G mutation. However, the A2074C mutation and the erm(B) gene were not detected. High resistance levels were detected in C. coli strains isolated from swine. The MAMA-PCR is a practical tool for detecting the erythromycin resistance in Campylobacter strains.(AU)

Campylobacter spp. é um agente bacteriano causador de gastroenterite em humanos e associado à síndrome de Guillain-Barré, sendo a campilobacteriose considerada uma das principais enfermidades de origem alimentar. Aves e suínos são importantes reservatórios desses microrganismos e seus produtos derivados crus ou mal cozidos são muitas vezes incriminados como fonte de infecção humana. A primeira escolha para o tratamento em casos humanos são os antimicrobianos da classe dos macrolídeos como à eritromicina. Dentro desse contexto, o objetivo deste estudo foi isolar Campylobacter jejuni e C. coli a partir de 20 amostras de conteúdo intestinal de frangos de corte e de 30 de suínos ao abate e investigar a resistência à eritromicina das estirpes obtidas e os possíveis mecanismos moleculares envolvidos nesta resistência. A concentração inibitória mínima foi determinada pela diluição em ágar e a técnica MAMA-PCR foi utilizada para detecção de mutações nas posições 2074 e 2075 da região 23s rRNA, foi pesquisado também a presença do gene erm(B) pela PCR. A partir do conteúdo intestinal de frangos de corte foram isoladas 18 estirpes de C. jejuni e duas de C. coli, enquanto de suínos foram obtidas 14 estirpes de C. coli e nenhuma estirpe de C. jejuni. Todas as estirpes de C. coli de suínos foram identificadas como resistentes e três estirpes de C. jejuni de frangos foram caracterizadas com resistência intermediária. A CIM das estirpes variou de ≤0,5mg/μL a ≥128mg/μL. Todas as estirpes resistentes tinham a mutação A2075G e uma cepa com resistência intermediária também apresentou a mutação A2075G. Não foi detectada a mutação A2074C ou a presença do gene erm(B) em nenhuma das estirpes obtidas. Os resultados revelam um alto nível de resistência em estirpes de C. coli isoladas de suínos frente a eritromicina. A técnica MAMA PCR utilizada se constitui em uma ferramenta prática para detecção da resistência à eritromicina em estirpes de C. jejuni e C. coli.(AU)

Investigation of Mycoplasma spp. in birds of the Rio de Janeiro Zoo by isolation and PCR / Investigação de Mycoplasma spp. em aves do Zoológico do Rio de Janeiro por isolamento e PCR

Brazil is one of the countries with the most abundant avifauna in the world. The confinement of birds associated with close contact with other animals and humans favor the spread of agents of respiratory diseases. Among them, mycoplasmas can cause asymptomatic or apparent disease that manifests in birds by coughing, sneezing, rales, conjunctivitis, ocular and nasal discharge. Several described mycoplasmas cause disease in birds, especially Mycoplasma gallisepticum (MG) and Mycoplasma synoviae(MS). The diagnosis of Mycoplasma spp. can be done by clinical observation and laboratory analysis. Molecular diagnosis by PCR was boosted by its speed, sensitivity, and low cost of agent isolation techniques that take up to 21 days to complete. This study aimed to verify the occurrence of Mycoplasma spp. in birds of the Rio de Janeiro Zoo (Rio Zoo), by isolation and PCR. Of the total 635 birds from the Rio Zoo, 81 were studied for detection of Mycoplasma spp., when taken for routine health assessment exams. These birds belonged to the following orders: Psittaciformes (45), Accipitriformes (18), Galliformes (7), Piciformes (5), Strigiformes (4), Falconiformes (1) and Cariamiformes (1), all individuals already identified by microchip or leg-ring. There was no isolation of mycoplasmas in any of the samples tested, whereas, in the PCR, 62.96% (51/81) were positive, with 1.96% (1/51) identified as MG and 19.61% (10/51) as MS, representing 1.23% (1/81) and 12.34% (10/81) of the total population studied. PCR was shown to be a more effective technique than isolation in the detection of Mycoplasma spp. in birds. It was possible to detect mycoplasmas in birds from Riozoo with no clinical respiratory signs, with higher MS prevalence than MG. The positivities for Mycoplasma spp., MS, and MG were different among the orders studied, being the highest occurrence in birds of prey, followed by Galliformes and Piciformes...(AU)

O Brasil é um dos países com maior avifauna do mundo. O confinamento de aves associado ao contato próximo a outros animais e seres humanos favorece a disseminação de agentes etiológicos causadores de doenças respiratórias. Dentre eles, os micoplasmas podem causar doença assintomática ou aparente que se manifesta em aves por espirros, estertores, conjuntivite, corrimentos oculares e nasais. São diversos os micoplasmas descritos causadores de doença em aves, com destaque para Mycoplasma gallisepticum (MG) e Mycoplasma synoviae (MS). O diagnóstico de Mycoplasma spp. pode ser feito pela observação clínica e análises laboratoriais. O diagnóstico molecular pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) ganhou impulso por sua rapidez, sensibilidade e baixo custo em relação às técnicas de isolamento do agente que levam até 21 dias para conclusão do gênero Mycoplasma. Objetivou-se verificar a ocorrência da infecção por Mycoplasma spp. em aves no Zoológico do Rio de Janeiro (Rio Zoo), por isolamento e PCR. Do plantel de 635 aves do Rio Zoo, foram estudadas 81 para detecção de Mycoplasma spp., quando contidas para exames rotineiros de avaliação da condição de saúde. Essas aves eram pertencentes às ordens Psittaciformes (45), Accipitriformes (18), Galliformes (7), Piciformes (5), Strigiformes (4), Falconiformes (1) e Cariamiformes (1), todas já identificadas por microchip ou por anilha. Não houve isolamento de micoplasmas em nenhuma das amostras testadas, enquanto na PCR, 62,96% (51/81) foram positivas, sendo 1,96% (1/51) identificadas como MG e 19,61% (10/51) como MS, representando 1,23% (1/81) e 12,34% (10/81) da população total estudada. A PCR demonstrou ser uma técnica mais efetiva que o isolamento na detecção de Mycoplasma spp. em aves. Foi possível detectar micoplasmas nas aves do Riozoo sem sinal clínico respiratório, tendo MS maior prevalência do que MG...(AU)

Investigation of Mycoplasma spp. in birds of the Rio de Janeiro Zoo by isolation and PCR / Investigação de Mycoplasma spp. em aves do Zoológico do Rio de Janeiro por isolamento e PCR

Brazil is one of the countries with the most abundant avifauna in the world. The confinement of birds associated with close contact with other animals and humans favor the spread of agents of respiratory diseases. Among them, mycoplasmas can cause asymptomatic or apparent disease that manifests in birds by coughing, sneezing, rales, conjunctivitis, ocular and nasal discharge. Several described mycoplasmas cause disease in birds, especially Mycoplasma gallisepticum(MG) andMycoplasma synoviae(MS). The diagnosis ofMycoplasmaspp. can be done by clinical observation and laboratory analysis. Molecular diagnosis by PCR was boosted by its speed, sensitivity, and low cost of agent isolation techniques that take up to 21 days to complete. This study aimed to verify the occurrence ofMycoplasmaspp. in birds of the Rio de Janeiro Zoo (Rio Zoo), by isolation and PCR. Of the total 635 birds from the Rio Zoo, 81 were studied for detection ofMycoplasmaspp., when taken for routine health assessment exams. These birds belonged to the following orders: Psittaciformes (45), Accipitriformes (18), Galliformes (7), Piciformes (5), Strigiformes (4), Falconiformes (1) and Cariamiformes (1), all individuals already identified by microchip or leg-ring. There was no isolation of mycoplasmas in any of the samples tested, whereas, in the PCR, 62.96% (51/81) were positive, with 1.96% (1/51) identified as MG and 19.61% (10/51) as MS, representing 1.23% (1/81) and 12.34% (10/81) of the total population studied. PCR was shown to be a more effective technique than isolation in the detection ofMycoplasmaspp. in birds. It was possible to detect mycoplasmas in birds from Riozoo with no clinical respiratory signs, with higher MS prevalence than MG. The positivities forMycoplasmaspp., MS, and MG were different among the orders studied, being the highest occurrence in birds of prey, followed by Galliformes and Piciformes. The presence of MG and MS in birds of Rio de Janeiro Zoo confirms the circulation of these agents and the need for further studies on the dissemination of mycoplasmas in zoos for the epidemiological analysis of these bacteria in these places.(AU)

O Brasil é um dos países com maior avifauna do mundo. O confinamento de aves associado ao contato próximo a outros animais e seres humanos favorece a disseminação de agentes etiológicos causadores de doenças respiratórias. Dentre eles, os micoplasmas podem causar doença assintomática ou aparente que se manifesta em aves por espirros, estertores, conjuntivite, corrimentos oculares e nasais. São diversos os micoplasmas descritos causadores de doença em aves, com destaque para Mycoplasma gallisepticum (MG) e Mycoplasma synoviae (MS). O diagnóstico de Mycoplasma spp. pode ser feito pela observação clínica e análises laboratoriais. O diagnóstico molecular pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) ganhou impulso por sua rapidez, sensibilidade e baixo custo em relação às técnicas de isolamento do agente que levam até 21 dias para conclusão do gênero Mycoplasma. Objetivou-se verificar a ocorrência da infecção por Mycoplasma spp. em aves no Zoológico do Rio de Janeiro (Rio Zoo), por isolamento e PCR. Do plantel de 635 aves do Rio Zoo, foram estudadas 81 para detecção de Mycoplasma spp., quando contidas para exames rotineiros de avaliação da condição de saúde. Essas aves eram pertencentes às ordens Psittaciformes (45), Accipitriformes (18), Galliformes (7), Piciformes (5), Strigiformes (4), Falconiformes (1) e Cariamiformes (1), todas já identificadas por microchip ou por anilha. Não houve isolamento de micoplasmas em nenhuma das amostras testadas, enquanto na PCR, 62,96% (51/81) foram positivas, sendo 1,96% (1/51) identificadas como MG e 19,61% (10/51) como MS, representando 1,23% (1/81) e 12,34% (10/81) da população total estudada. A PCR demonstrou ser uma técnica mais efetiva que o isolamento na detecção de Mycoplasma spp. em aves. Foi possível detectar micoplasmas nas aves do Riozoo sem sinal clínico respiratório, tendo MS maior prevalência do que MG. As positividades para Mycoplasma spp., MG e MS foram diferentes entre as ordens de aves estudadas, sendo a maior ocorrência nas aves de rapina, seguida dos Galliformes e dos Piciformes. A presença de MG e MS nas aves do Rio de Janeiro Zoo confirma a circulação destes agentes e a necessidade de mais estudos sobre a disseminação de micoplasmas em zoológicos para análise epidemiológica dessas bactérias nesse local.(AU)

Investigation of Mycoplasma spp. in birds of the Rio de Janeiro Zoo by isolation and PCR

ABSTRACT: Brazil is one of the countries with the most abundant avifauna in the world. The confinement of birds associated with close contact with other animals and humans favor the spread of agents of respiratory diseases. Among them, mycoplasmas can cause asymptomatic or apparent disease that manifests in birds by coughing, sneezing, rales, conjunctivitis, ocular and nasal discharge. Several described mycoplasmas cause disease in birds, especially Mycoplasma gallisepticum(MG) andMycoplasma synoviae(MS). The diagnosis ofMycoplasmaspp. can be done by clinical observation and laboratory analysis. Molecular diagnosis by PCR was boosted by its speed, sensitivity, and low cost of agent isolation techniques that take up to 21 days to complete. This study aimed to verify the occurrence ofMycoplasmaspp. in birds of the Rio de Janeiro Zoo (Rio Zoo), by isolation and PCR. Of the total 635 birds from the Rio Zoo, 81 were studied for detection ofMycoplasmaspp., when taken for routine health assessment exams. These birds belonged to the following orders: Psittaciformes (45), Accipitriformes (18), Galliformes (7), Piciformes (5), Strigiformes (4), Falconiformes (1) and Cariamiformes (1), all individuals already identified by microchip or leg-ring. There was no isolation of mycoplasmas in any of the samples tested, whereas, in the PCR, 62.96% (51/81) were positive, with 1.96% (1/51) identified as MG and 19.61% (10/51) as MS, representing 1.23% (1/81) and 12.34% (10/81) of the total population studied. PCR was shown to be a more effective technique than isolation in the detection ofMycoplasmaspp. in birds. It was possible to detect mycoplasmas in birds from Riozoo with no clinical respiratory signs, with higher MS prevalence than MG. The positivities forMycoplasmaspp., MS, and MG were different among the orders studied, being the highest occurrence in birds of prey, followed by Galliformes and Piciformes. The presence of MG and MS in birds of Rio de Janeiro Zoo confirms the circulation of these agents and the need for further studies on the dissemination of mycoplasmas in zoos for the epidemiological analysis of these bacteria in these places.

RESUMO: O Brasil é um dos países com maior avifauna do mundo. O confinamento de aves associado ao contato próximo a outros animais e seres humanos favorece a disseminação de agentes etiológicos causadores de doenças respiratórias. Dentre eles, os micoplasmas podem causar doença assintomática ou aparente que se manifesta em aves por espirros, estertores, conjuntivite, corrimentos oculares e nasais. São diversos os micoplasmas descritos causadores de doença em aves, com destaque para Mycoplasma gallisepticum (MG) e Mycoplasma synoviae (MS). O diagnóstico de Mycoplasma spp. pode ser feito pela observação clínica e análises laboratoriais. O diagnóstico molecular pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) ganhou impulso por sua rapidez, sensibilidade e baixo custo em relação às técnicas de isolamento do agente que levam até 21 dias para conclusão do gênero Mycoplasma. Objetivou-se verificar a ocorrência da infecção por Mycoplasma spp. em aves no Zoológico do Rio de Janeiro (Rio Zoo), por isolamento e PCR. Do plantel de 635 aves do Rio Zoo, foram estudadas 81 para detecção de Mycoplasma spp., quando contidas para exames rotineiros de avaliação da condição de saúde. Essas aves eram pertencentes às ordens Psittaciformes (45), Accipitriformes (18), Galliformes (7), Piciformes (5), Strigiformes (4), Falconiformes (1) e Cariamiformes (1), todas já identificadas por microchip ou por anilha. Não houve isolamento de micoplasmas em nenhuma das amostras testadas, enquanto na PCR, 62,96% (51/81) foram positivas, sendo 1,96% (1/51) identificadas como MG e 19,61% (10/51) como MS, representando 1,23% (1/81) e 12,34% (10/81) da população total estudada. A PCR demonstrou ser uma técnica mais efetiva que o isolamento na detecção de Mycoplasma spp. em aves. Foi possível detectar micoplasmas nas aves do Riozoo sem sinal clínico respiratório, tendo MS maior prevalência do que MG. As positividades para Mycoplasma spp., MG e MS foram diferentes entre as ordens de aves estudadas, sendo a maior ocorrência nas aves de rapina, seguida dos Galliformes e dos Piciformes. A presença de MG e MS nas aves do Rio de Janeiro Zoo confirma a circulação destes agentes e a necessidade de mais estudos sobre a disseminação de micoplasmas em zoológicos para análise epidemiológica dessas bactérias nesse local.

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)

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)

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

ABSTRACT: 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 -Naphthylamide (PAN). 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 0.5g/ml and 64g/ml, and 88.7% of strains were enrofloxacin resistant and 11.3% featuring intermediate resistance. The inhibition of the efflux pump by PAN 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.

RESUMO: 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 -Naftilamida (PAN). 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 0,5g/ml e 64g/ml e 88,7% das cepas foram resistentes à enrofloxacina, enquanto 11,3% apresentaram resistência intermediária. A inibição da bomba de efluxo pelo PAN 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.