RESUMO

The aim of this study was to determinate whether coagulase-negative staphylococci (CNS) from buffalo milk or the milking environment possess virulence factors that are associated with intramammary infections or antimicrobial resistance. Milk samples (n = 320) from 80 lactating buffalo were evaluated for clinical and subclinical mastitis by physical examination, the strip cup test, California Mastitis Test (CMT), and somatic cell count (SCC) over a 4-mo period. In addition, swabs were obtained from the hands of consenting milkers (16), liners (64), and from the mouths (15) and nostrils (15) of buffalo calves. No clinical cases of mastitis were observed; however, CMT together with SCC results indicated that 8 animals had subclinical mastitis. Eighty-four CNS isolates were identified by MALDI-TOF MS and cydB real-time PCR (qPCR) and then evaluated by qPCR for presence of the eta, etb, sea, sec, cna, seb, sei, seq, sem, seg, see, and tst toxin genes, adhesion- and biofilm-associated genes (eno, ebps, fib, fnbA, coa), and the methicillin resistance gene (mecA). Resistance to antibiotics commonly used for mastitis treatment in Brazil was determined using the Kirby-Bauer test. Two strains were positive for the see and eta toxin genes; and mecA (1), eno (27), ebps (10), fnbA (10), and coa (5) genes were also detected. A notable number of isolates were resistant to erythromycin (30), penicillin (26), and cotrimoxazole (18); importantly, 10 vancomycin-resistant isolates were also detected. A smaller number of isolates were resistant to rifampicin (8), oxacillin (7), clindamycin (5), cefepime (4), tetracycline (3), ciprofloxacin (2), and chloramphenicol (1), and none were resistant to gentamicin or ciprofloxacin. Isolates with resistance to 2 (13 isolates), 3 (3), 4 (3), 5 (1), and 6 (1) antibiotics were detected. Taken together, our findings suggest that CNS isolates may not be a significant cause of clinical or even subclinical mastitis in buffaloes, but they may be a reservoir of virulence and antibiotic resistance genes.

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In face of the few reports found in national literature analyzing the potential influence of parturition number in serum proteinogram and biochemical profile in the peripartum period of high yielding dairy cows, the aim of the present study was to comparatively evaluate the dynamics of these serum constituents' concentrations in blood samples obtained from primiparous and multiparous Holstein cows, 60 and 30 days prepartum and in the day of parturition. Data were analyzed by repeated measures variance analysis (ANOVA) and differences between groups and moments were analyzed by Tukey's test. Results were considered significant when P<0.05. Parity influenced levels of total protein, albumin, globulins, magnesium, cholesterol, which were higher in multiparous cows, as well as concentrations of ceruloplasmin, total calcium, chloride and alkaline phosphatase activity, which were higher in primiparous cows. Parturition influenced serum concentrations of ceruloplasmin (+58%), transferrin (-25%), haptoglobin (+33%), total protein (-17%), globulins (-25%), immunoglobulin A (-43%), immunoglobulin G (-24%), total calcium (-12%), inorganic phosphorus (-10%), chloride (+5%), sodium (+4%), cholesterol (-23%), triglycerides (-38.6%), as well as activities of aspartate aminotransferase (+14%) and alkaline phosphatase (+28%). A decrease in serum levels of total calcium, inorganic phosphorus, cholesterol and triglycerides was more pronounced in multiparous than in primiparous cows. These results demonstrate that the interpretation of proteinogram and serum constituents should take into consideration lactation number and the moment of parturition as relevant factors in high yielding dairy cows in the transition period.(AU)

Diante da escassez de relatos encontrados na literatura nacional quanto à potencial influência do número de parições sobre o proteinograma sérico e perfil bioquímico no período periparto de vacas leiteiras de alta produção, o objetivo do presente estudo foi avaliar comparativamente a dinâmica de constituintes séricos em amostras de sangue obtidas de vacas da raça Holandesa primíparas e pluríparas, 60 e 30 dias pré-parto e no dia do parto. Os resultados foram avaliados por análise de variância (ANOVA) com medidas repetidas no tempo e as diferenças entre grupos e entre momentos foram analisadas pelo teste de Tukey, sendo os resultados considerados significativos quando P<0,05. O número de parições influenciou os teores de proteína total, albumina, globulinas, magnésio e colesterol, que foram maiores em vacas pluríparas, bem como as concentrações de ceruloplasmina, cálcio total, cloreto e atividade de fosfatase alcalina, que foram maiores em vacas primíparas. O número de parições influenciou as concentrações séricas de ceruloplasmina (+58%), transferrina (-25%), haptoglobina (+33%), proteína total (-17%), globulinas (-25%), imunoglobulina A (-43%), imunoglobulina G (-24%), cálcio total (-12%), fósforo (-10%), cloretos (+5%), sódio (+4%), colesterol (-23%), triglicérides (-38.6%), bem como as atividades de aspartato aminotransferase (+14%) e fosfatase alcalina (+28%). A diminuição do teor sérico de cálcio total, fósforo, colesterol e triglicérides foi mais acentuada em vacas pluríparas do que em vacas primíparas. Esses resultados mostram que a interpretação do proteinograma e dos constituintes séricos deve levar em consideração o número de lactações e a ocorrência do parto como fatores relevantes em vacas leiteiras de alta produção no período de transição.(AU)

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RESUMO

In face of the few reports found in national literature analyzing the potential influence of parturition number in serum proteinogram and biochemical profile in the peripartum period of high yielding dairy cows, the aim of the present study was to comparatively evaluate the dynamics of these serum constituents' concentrations in blood samples obtained from primiparous and multiparous Holstein cows, 60 and 30 days prepartum and in the day of parturition. Data were analyzed by repeated measures variance analysis (ANOVA) and differences between groups and moments were analyzed by Tukey's test. Results were considered significant when P<0.05. Parity influenced levels of total protein, albumin, globulins, magnesium, cholesterol, which were higher in multiparous cows, as well as concentrations of ceruloplasmin, total calcium, chloride and alkaline phosphatase activity, which were higher in primiparous cows. Parturition influenced serum concentrations of ceruloplasmin (+58%), transferrin (-25%), haptoglobin (+33%), total protein (-17%), globulins (-25%), immunoglobulin A (-43%), immunoglobulin G (-24%), total calcium (-12%), inorganic phosphorus (-10%), chloride (+5%), sodium (+4%), cholesterol (-23%), triglycerides (-38.6%), as well as activities of aspartate aminotransferase (+14%) and alkaline phosphatase (+28%). A decrease in serum levels of total calcium, inorganic phosphorus, cholesterol and triglycerides was more pronounced in multiparous than in primiparous cows. These results demonstrate that the interpretation of proteinogram and serum constituents should take into consideration lactation number and the moment of parturition as relevant factors in high yielding dairy cows in the transition period.(AU)

Diante da escassez de relatos encontrados na literatura nacional quanto à potencial influência do número de parições sobre o proteinograma sérico e perfil bioquímico no período periparto de vacas leiteiras de alta produção, o objetivo do presente estudo foi avaliar comparativamente a dinâmica de constituintes séricos em amostras de sangue obtidas de vacas da raça Holandesa primíparas e pluríparas, 60 e 30 dias pré-parto e no dia do parto. Os resultados foram avaliados por análise de variância (ANOVA) com medidas repetidas no tempo e as diferenças entre grupos e entre momentos foram analisadas pelo teste de Tukey, sendo os resultados considerados significativos quando P<0,05. O número de parições influenciou os teores de proteína total, albumina, globulinas, magnésio e colesterol, que foram maiores em vacas pluríparas, bem como as concentrações de ceruloplasmina, cálcio total, cloreto e atividade de fosfatase alcalina, que foram maiores em vacas primíparas. O número de parições influenciou as concentrações séricas de ceruloplasmina (+58%), transferrina (-25%), haptoglobina (+33%), proteína total (-17%), globulinas (-25%), imunoglobulina A (-43%), imunoglobulina G (-24%), cálcio total (-12%), fósforo (-10%), cloretos (+5%), sódio (+4%), colesterol (-23%), triglicérides (-38.6%), bem como as atividades de aspartato aminotransferase (+14%) e fosfatase alcalina (+28%). A diminuição do teor sérico de cálcio total, fósforo, colesterol e triglicérides foi mais acentuada em vacas pluríparas do que em vacas primíparas. Esses resultados mostram que a interpretação do proteinograma e dos constituintes séricos deve levar em consideração o número de lactações e a ocorrência do parto como fatores relevantes em vacas leiteiras de alta produção no período de transição.(AU)

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Coagulase-negative Staphylococcus spp. (CNS) are the main microorganisms involved in ovine mastitis. Treatment at the end of lactation can contribute towards cure and prevention of subclinical cases during the subsequent lactation. However, virulence factors and resistance mechanisms presented by CNS can decrease cure rates. The aims of the study were to identify the species of CNS in milk of mastitic ewes with and without antimicrobial treatment, and to investigate the presence of genes relating to resistance of β-lactam antimicrobials, formation of biofilms, production of enterotoxins and production of the toxic shock syndrome toxin. Cases of failure in the treatment were related with the presence/absence of the respective genes. Sixty sheep were divided into three groups: G1, without treatment; G2, animals treated via the intramammary route with 100mg of cloxacillin during drying off; and G3, sheep treated via the intramammary route with 50 mg of nanoparticulate cloxacillin. Milk samples were gathered during drying off and 15 and 30 days after the parturition of the subsequent lactation. The analyses to identify the species of CNS were carried out by means of the internal transcribe spacer technique and the investigation of the genes responsible for the virulence factors and resistance to oxacillin was performed using the polymerase chain reaction (PCR) technique. No sample was positive for the mecA gene. The only gene relating to production of enterotoxins was sec. Among the genes relating to production of biofilm, icaD was the only one identified in the three experimental groups. Staphylococcus warneri was the main species of CNS isolated during the pre and post-partum periods of the sheep. The species carrying genes relating to production of enterotoxins and biofilms were present in uncured sheep.(AU)

Staphylococus spp. coagulase-negativos (SCN) estão entre os principais micro-organismos envolvidos na mastite ovina. O tratamento ao final da lactação pode contribuir com a cura e a prevenção de casos subclínicos durante a lactação seguinte. Todavia, fatores de virulência e mecanismos de resistência apresentados por SCN podem reduzir as taxas de cura. Os objetivos desse estudo foram identificar as espécies de SCN no leite de ovelhas com mastite com e sem tratamento antimicrobiano e investigar a presença de genes relacionados com resistência a antibióticos beta lactâmicos, formação de biofilmes, produção de enterotoxinas e produção da toxina da síndrome do choque tóxico. Casos de falhas no tratamento foram relacionados com a presença/ausência dos respectivos genes. Sessenta ovelhas foram divididas em três grupos: G1, sem tratamento; G2, animais tratados via intramamária com 100mg de cloxacilina antes da secagem; e G3, ovelhas tratadas via intramamária com 50 mg de cloxacilina nanoparticulada. Amostras de leite foram obtidas durante a secagem e 15 e 30 dias depois do parto na lactação seguinte. As análises para identificar as espécies de SCN foram conduzidas por meio da técnica de Internal transcribe spacer e a investigação dos genes responsáveis pelos fatores de virulência e resistência à oxacilina foi realizada usando a técnica reação em cadeia da polimerase. Nenhuma amostra foi positiva para o gene mecA. O único gene relacionado com a produção de enterotoxinas foi o sec. Dentre os genes relacionados com a produção de biofilme, icaD foi o único identificado nos três grupos experimentais. Staphylococcus warneri foi a principal espécie de SCN isolada durante o pré e pós-parto. As espécies que apresentaram genes relacionados com a produção de enterotoxinas e biofilmes estavam presentes nas ovelhas não curadas.(AU)

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Coagulase-negative Staphylococcus spp. (CNS) are the main microorganisms involved in ovine mastitis. Treatment at the end of lactation can contribute towards cure and prevention of subclinical cases during the subsequent lactation. However, virulence factors and resistance mechanisms presented by CNS can decrease cure rates. The aims of the study were to identify the species of CNS in milk of mastitic ewes with and without antimicrobial treatment, and to investigate the presence of genes relating to resistance of β-lactam antimicrobials, formation of biofilms, production of enterotoxins and production of the toxic shock syndrome toxin. Cases of failure in the treatment were related with the presence/absence of the respective genes. Sixty sheep were divided into three groups: G1, without treatment; G2, animals treated via the intramammary route with 100mg of cloxacillin during drying off; and G3, sheep treated via the intramammary route with 50 mg of nanoparticulate cloxacillin. Milk samples were gathered during drying off and 15 and 30 days after the parturition of the subsequent lactation. The analyses to identify the species of CNS were carried out by means of the internal transcribe spacer technique and the investigation of the genes responsible for the virulence factors and resistance to oxacillin was performed using the polymerase chain reaction (PCR) technique. No sample was positive for the mecA gene. The only gene relating to production of enterotoxins was sec. Among the genes relating to production of biofilm, icaD was the only one identified in the three experimental groups. Staphylococcus warneri was the main species of CNS isolated during the pre and post-partum periods of the sheep. The species carrying genes relating to production of enterotoxins and biofilms were present in uncured sheep.(AU)

Staphylococus spp. coagulase-negativos (SCN) estão entre os principais micro-organismos envolvidos na mastite ovina. O tratamento ao final da lactação pode contribuir com a cura e a prevenção de casos subclínicos durante a lactação seguinte. Todavia, fatores de virulência e mecanismos de resistência apresentados por SCN podem reduzir as taxas de cura. Os objetivos desse estudo foram identificar as espécies de SCN no leite de ovelhas com mastite com e sem tratamento antimicrobiano e investigar a presença de genes relacionados com resistência a antibióticos beta lactâmicos, formação de biofilmes, produção de enterotoxinas e produção da toxina da síndrome do choque tóxico. Casos de falhas no tratamento foram relacionados com a presença/ausência dos respectivos genes. Sessenta ovelhas foram divididas em três grupos: G1, sem tratamento; G2, animais tratados via intramamária com 100mg de cloxacilina antes da secagem; e G3, ovelhas tratadas via intramamária com 50 mg de cloxacilina nanoparticulada. Amostras de leite foram obtidas durante a secagem e 15 e 30 dias depois do parto na lactação seguinte. As análises para identificar as espécies de SCN foram conduzidas por meio da técnica de Internal transcribe spacer e a investigação dos genes responsáveis pelos fatores de virulência e resistência à oxacilina foi realizada usando a técnica reação em cadeia da polimerase. Nenhuma amostra foi positiva para o gene mecA. O único gene relacionado com a produção de enterotoxinas foi o sec. Dentre os genes relacionados com a produção de biofilme, icaD foi o único identificado nos três grupos experimentais. Staphylococcus warneri foi a principal espécie de SCN isolada durante o pré e pós-parto. As espécies que apresentaram genes relacionados com a produção de enterotoxinas e biofilmes estavam presentes nas ovelhas não curadas.(AU)

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ABSTRACT: Coagulase-negative Staphylococcus spp. (CNS) are the main microorganisms involved in ovine mastitis. Treatment at the end of lactation can contribute towards cure and prevention of subclinical cases during the subsequent lactation. However, virulence factors and resistance mechanisms presented by CNS can decrease cure rates. The aims of the study were to identify the species of CNS in milk of mastitic ewes with and without antimicrobial treatment, and to investigate the presence of genes relating to resistance of -lactam antimicrobials, formation of biofilms, production of enterotoxins and production of the toxic shock syndrome toxin. Cases of failure in the treatment were related with the presence/absence of the respective genes. Sixty sheep were divided into three groups: G1, without treatment; G2, animals treated via the intramammary route with 100mg of cloxacillin during drying off; and G3, sheep treated via the intramammary route with 50 mg of nanoparticulate cloxacillin. Milk samples were gathered during drying off and 15 and 30 days after the parturition of the subsequent lactation. The analyses to identify the species of CNS were carried out by means of the internal transcribe spacer technique and the investigation of the genes responsible for the virulence factors and resistance to oxacillin was performed using the polymerase chain reaction (PCR) technique. No sample was positive for the mecA gene. The only gene relating to production of enterotoxins was sec. Among the genes relating to production of biofilm, icaD was the only one identified in the three experimental groups. Staphylococcus warneri was the main species of CNS isolated during the pre and post-partum periods of the sheep. The species carrying genes relating to production of enterotoxins and biofilms were present in uncured sheep.

RESUMO: Staphylococus spp. coagulase-negativos (SCN) estão entre os principais micro-organismos envolvidos na mastite ovina. O tratamento ao final da lactação pode contribuir com a cura e a prevenção de casos subclínicos durante a lactação seguinte. Todavia, fatores de virulência e mecanismos de resistência apresentados por SCN podem reduzir as taxas de cura. Os objetivos desse estudo foram identificar as espécies de SCN no leite de ovelhas com mastite com e sem tratamento antimicrobiano e investigar a presença de genes relacionados com resistência a antibióticos beta lactâmicos, formação de biofilmes, produção de enterotoxinas e produção da toxina da síndrome do choque tóxico. Casos de falhas no tratamento foram relacionados com a presença/ausência dos respectivos genes. Sessenta ovelhas foram divididas em três grupos: G1, sem tratamento; G2, animais tratados via intramamária com 100mg de cloxacilina antes da secagem; e G3, ovelhas tratadas via intramamária com 50 mg de cloxacilina nanoparticulada. Amostras de leite foram obtidas durante a secagem e 15 e 30 dias depois do parto na lactação seguinte. As análises para identificar as espécies de SCN foram conduzidas por meio da técnica de Internal transcribe spacer e a investigação dos genes responsáveis pelos fatores de virulência e resistência à oxacilina foi realizada usando a técnica reação em cadeia da polimerase. Nenhuma amostra foi positiva para o gene mecA. O único gene relacionado com a produção de enterotoxinas foi o sec. Dentre os genes relacionados com a produção de biofilme, icaD foi o único identificado nos três grupos experimentais. Staphylococcus warneri foi a principal espécie de SCN isolada durante o pré e pós-parto. As espécies que apresentaram genes relacionados com a produção de enterotoxinas e biofilmes estavam presentes nas ovelhas não curadas.

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Incorrect identification of Staphylococcus spp. can have serious clinical and zoonotic repercussions. Accordingly, the aim of this study was to determine if matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) and/or cydB real- time quantitative PCR (qPCR) could be used to accurately identify coagulase negative Staphylococcus spp. (CoNS) obtained from buffalo milk and milking environment samples. Seventy-five of 84 CoNS isolates could be identified to the species level (score value >1.99) using MALDI-TOF MS. However, as determined by cytochrome d ubiquinol oxidase subunit II (cydB) qPCR and by 16S RNA and cydB gene sequencing, 10S. agnetis strains were wrongly identified as S. hyicus by MALDI-TOF MS. In addition, 9 isolates identified by MALDI-TOF only to the genus level (score values between 1.70 and 1.99) could be identified to species by cydB qPCR. Our findings suggest that MALDI-TOF MS is a reliable method for rapid identification of S. chromogenes and S. epidermidis (species of interest both in human and veterinary medicine) and may be able to correctly identify other Staphylococcus spp. However, at present not all Staphylococcus spp. found in buffalo milk can be accurately identified by MALDI-TOF MS and for these organisms, the cydB qPCR developed in the current study may provide a reliable alternative method for rapid identification of CoNS species.

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Foram estudadas as provas de condutividade elétrica, utilizando-se um medidor manual, e do conteúdo de cloretos do leite como métodos auxiliares para o diagnóstico da mastite subclínica bovina na identificação de quartos mamários doentes em que Staphylococcus aureus e microrganismos do grupo Corynebacterium foram isolados posteriormente. Os exames foram realizados durante o período de dois anos, em animais da raça Holandesa, em propriedade rural produtora de leite do tipo C, onde a ordenha era realizada uma vez ao dia. A sensibilidade das provas de condutividade elétrica e do conteúdo de cloretos do leite originado dos quartos mamários em que foram isolados o Corynebacterium sp (65,3% e 78,3%, respectivamente) foi superior à encontrada para os quartos mamários em que o Staphylococcus aureus foi identificado (55,4% e 68,2%, respectivamente). As eficiências das duas provas diagnósticas foram semelhantes. Foi demonstrada significância estatística nas análises de regressão das duas provas acompanhadas para os quartos mamários sadios e quartos com mastite subclínica por Staphylococcus aureus. (AU)

Electrical conductivity measured by a hand-held meter and chloride concentration of milk were studied as auxiliary methods for diagnosis of bovine subclinical mastitis in the identification of affected mammary quarters where Staphylococcus aureus and Corynebacterium sp were later isolated. Tests were made during 2 years in Holstein cows of a dairy farm producing type C milk, where milking was performed once a day. Sensitivities of electrical conductivity and chloride concentration tests from mammary quarters, where Corynebacterium sp was isolated (65.3% and 78.3%, respectively), were superior to the found in mammary quarters where S. aureus was identified (55.4% and 68.2%, respectively). The efficacies of the two diagnostic tests were similar. Statistical significance was demonstrated with regression analysis of both tests of healthy mammary quarters and subclinical mastitis quarters infected with Staphylococcus aureus.(AU)

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