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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10400.5/3743

Title: Phenotypic and genotypic characterization of virulence traits of staphylococci from animal origin
Authors: Seixas, Rui Emanuel Antunes de
Advisor: Oliveira, Maria Manuela Castilho Monteiro de
Vilela, Ana Cristina Gaspar Nunes Lobo
Keywords: Virulence traits
Staphylococci
Animal
Biofilm
Methicillin resistance
Factores de virulência
Biofilme
Resistência à meticilina
Issue Date: 22-Dec-2011
Publisher: Universidade Técnica de Lisboa. Faculdade de Medicina Veterinária
Citation: SEIXAS, R. E. A. (2011). Phenotypic and genotypic characterization of virulence traits of staphylococci from animal origin. Dissertação de Mestrado. Universidade Técnica de Lisboa, Faculdade de Medicina Veterinária, Lisboa.
Abstract: Staphylococci can express a wide array of virulence traits which may strongly influence the infection prognosis, often being a multidrug resistant animal pathogen, responsible for conditions such as abscesses, dermatitis or mastitis. In this study we aimed to perform a phenotypic and genotypic characterization of virulence traits of methicillin-resistant staphylococci (MRS) isolates of animal origin. A total of 253 staphylococci were evaluated for methicillin resistance. This collection comprises isolates from bovine clinical and subclinical mastitis and other clinical isolates from dogs, cats, horses and goats. Identification had been previously performed by biochemical tests and confirmed to genus or species level by PCR and isolates clonality was evaluated by PFGE. Methicillin resistance screening was performed by the oxacillin disc diffusion according to CLSI guidelines and confirmed using a MRSA modified medium and by PCR amplification of the mecA gene. The occurrence of the new mecA homolog, LGA251 was evaluated by PCR in mecA negative MRS isolates. Virulence traits of MRS such as coagulase, haemolysins, DNase, gelatinase and lipase were phenotypically evaluated. Biofilm production was also phenotypically evaluated and by PCR of icaA, icaD and bap genes. Quorum-sensing system agr was determined by PCR. Antimicrobial susceptibility to 18 compounds was evaluated according to CLSI guidelines. The presence of bacteriophages and the production of bacteriocins were determined by plaque assays. A total of 26 isolates were identified as MRS: S. epidermidis (n=16), S. aureus (n=4) and Staphylococcus spp. (n=6). From the 26 MRS detected, 19.2% were coagulase-positive, 73.1% produced haemolysins, 26.9% produced DNase, 96.2% were gelatinase-positive, 69.2% were lipase-positive and 38.5% of the isolates were able to express biofilm in vitro. IcaA and icaD genes were both present in 38.5% of the isolates, but none was bap-positive. Only 11.5% of the isolates were typeable for agr. Antimicrobial co-resistance ranged from 0% (Chloramphenicol, Vancomycin) to 92.3% (Nalidixic acid). Bacteriophages were present in 34.6% of the isolates and none produced bacteriocins. The high frequencies of virulence traits present combined with the high antimicrobial coresistance profiles observed, suggest that these isolates may represent a serious problem with major public health implications, re-enforcing the importance of the wide concept of “One Health”.
RESUMO - Caracterização fenotípica e genotípica de factores de virulência de staphylococci de origem animal - As bactérias pertencentes ao género Staphylococcus podem expressar uma ampla gama de factores de virulência que influenciam o prognóstico de uma infecção. Podem ser agentes patogénicos multirresistentes em animais, responsáveis por doenças como abcessos, dermatites ou mastites. Neste estudo realizou-se uma caracterização fenotípica e genotípica dos factores de virulência de staphylococci resistentes à meticilina (MRS) de origem animal. Um total de 253 staphylococci foram avaliados para resistência à meticilina. Esta colecção inclui isolados de mastites clínicas e subclínicas bovinas e isolados clínicos de cães, gatos, cavalos e cabras. A identificação dos isolados tinha sido previamente realizada por testes bioquímicos e foi confirmada ao género ou espécie por PCR e a clonalidade dos isolados foi avaliada por PFGE. A resistência à meticilina foi avaliada pelo método de difusão em disco com oxacilina de acordo com as normas do CLSI e confirmada pelo meio MRSA modificado e por PCR do gene mecA. A ocorrência do novo homólogo mecA, LGA251 foi avaliada por PCR em MRS mecA negativos. A presença de factores de virulência como coagulase, hemolisinas, DNase, gelatinase e lipase foi avaliada fenotipicamente. A produção de biofilme foi também avaliada fenotipicamente e por PCR dos genes icaA, icaD and bap. O sistema de quorum-sensing agr foi avaliado por PCR. A susceptibilidade a 18 antimicrobianos foi determinada de acordo com as normas do CLSI. A presença de bacteriófagos e a produção de bacteriocinas foram avaliadas por ensaios em placa. Um total de 26 isolados foram identificados como MRS: S. epidermidis (n=16), S. aureus (n=4) e Staphylococcus spp. (n=6). Dos 26 MRS, 19,2% eram coagulase-positivos, 73,1% produziram hemólise, 26,9% produziram DNase, 96,2% foram gelatinase-positivos, 69,2% foram lipase-positivos e 38,5% dos isolados foram capazes de expressar biofilme in vitro. Os genes icaA e icaD estão presentes em 38,5% dos isolados, mas nenhum foi bap-positivo. Apenas 11,5% dos isolados foram tipificados para com o sistema agr. A co-resistência a agentes antimicrobianos variou de 0% (cloranfenicol e vancomicina) até 92,3% (ácido nalidíxico). Os bacteriófagos estavam presentes em 34,6% dos isolados e nenhum produziu bacteriocinas. As elevadas frequências de factores de virulência combinadas com os elevados perfis de coresistência a antimicrobianos sugerem que estes isolados podem representar um problema sério para saúde pública, reforçando a importância do conceito de "Uma só saúde".
Description: Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária
URI: http://hdl.handle.net/10400.5/3743
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