Determinação da resistência a antimicrobianos em Escherichia coli de origem animal e o efeito na disseminação da resistência no ambiente : pesquisa em cepas comensais e produtoras de toxina shiga

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alves, Taila dos Santos, 1988-
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/15225
Resumo: Orientador: Domingos da Silva Leite
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spelling Determinação da resistência a antimicrobianos em Escherichia coli de origem animal e o efeito na disseminação da resistência no ambiente : pesquisa em cepas comensais e produtoras de toxina shigaDetermination of antimicrobial resistance in Escherichia coli from animals and the effect on the dissemination of resistance in the environment : research on commensal and shiga toxin-producing strainsIntegronsMoscaBovino de leitePlasmídeosIntegronsFliesDairy cattlePlasmidsOrientador: Domingos da Silva LeiteTese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A utilização de antimicrobianos na produção animal – uso terapêutico, profilático e como promotor do crescimento, além da aplicação de esterco como fertilizante, permitem que as fazendas sejam consideradas como uma das fontes ambientais de resistência antimicrobiana. Isto se deve tanto à pressão seletiva gerada pelos resíduos de antimicrobianos quanto à disponibilização no ambiente de cepas resistentes e genes. No contexto da produção animal, como a bovinocultura, a microbiota intestinal dos animais é constantemente alvo da seleção exercida pelos antimicrobianos, de modo que cepas comensais podem atuar como reservatórios de genes de resistência e transferi-los às cepas patogênicas. Escherichia coli possui representantes comensais e patogênicos de modo que o estudo da mobilização de genes na espécie se torna possível. Adicionalmente, bovinos são reservatórios de E. coli produtoras de toxina Shiga (STEC) e a presença destas cepas no ambiente de ordenha confere riscos à saúde da população humana em contato com os animais. Diante da possibilidade de transferência de genes entre cepas comensais e patogênicas dentro do hospedeiro e veiculação no ambiente, este estudo buscou: i: demonstrar a disseminação da resistência em E. coli isoladas de animais domésticos (vacas, bezerros, cães, entre outros), dípteros muscoides conviventes em duas propriedades leiteiras da região de Botucatu, SP e fontes de água, por meio da caracterização dos determinantes de resistência genéticos; ii: caracterizar os fatores de virulência associados à patogenicidade nas STEC; iii: caracterizar plasmídeos e integrons e realizar ensaios de conjugação a fim de avaliar a capacidade de disseminação dos genes de resistência entre as bactérias isoladas de animais e as fontes de água das propriedades e, iv: avaliar o perfil clonal das cepas. Não houve associação entre o período de coleta e a frequência de resistência aos antimicrobianos testados. Foi encontrada alta frequência de resistência a polimixina (41,7%) e o gene mcr-1.1 mobilizado pelo plasmídeo IncX4 e IS26. As STEC apresentaram baixa frequência de multirresistência e diversidade de perfis genômicos pela técnica de Pulsed-Field Gel Electrophoresis. Os integrons presentes nas cepas isoladas de moscas e bezerros da Propriedade A não foram associados a plasmídeos e apresentaram o gene dfrA7 como cassete gênico e os genes blaCTX M-2 associados ao mesmo transposon (integron complexo). As cepas de bezerros da Propriedade B apresentaram o gene aadA1 como cassete gênico do integron presente em um fago-plasmídeo p0111. A análise filogenética demonstrou a veiculação de cepas-clones positivas para integron e/ou multirresistente entre mosca e bezerro (ST224) e entre mosca e cão (ST58). Os resultados sugerem a veiculação de cepas resistentes pela superfície externa de moscas e a circulação e disseminação de determinantes de resistência entre cepas de diferentes perfis e oriundas de diferentes animais da fazenda. Os isolados de moscas podem constituir uma ferramenta importante para monitoramento e controle de disseminação, dada a semelhança com as cepas provenientes da microbiota intestinal dos animais de fazendaAbstract: The antimicrobial uses in animal husbandry – therapeutic, prophylactic, and growth-promoting use, as well as applying manure as fertilizer, placed farms as one of the environmental sources of antimicrobial resistance. These practices promote the selective pressure driven by antimicrobial residues and the availability of resistant strains and genes in the environment. In animal production, such as cattle farming, the intestinal microbiota of animals is constantly the target of selection driven by antimicrobials. Commensal strains can act as reservoirs of resistance genes and transfer them to pathogenic strains. Escherichia coli has commensal and pathogenic strains. Therefore, the study of gene mobilization is possible. Additionally, cattle are reservoirs of Shiga toxin-producing E. coli (STEC), and their isolation in the milking environment is a concern to health risks to the human population in contact with the animals. Given the possibility of gene transfer between commensal and pathogenic strains within the host and dissemination in the environment, this study aimed: i: demonstrate the spread of resistance in E. coli isolated from domestic animals (cows, calves, dogs, and others), muscoid dipterans cohabitant on two dairy properties in the Botucatu, SP area, and water sources, through antimicrobial resistance determinants characterization; ii: characterize the virulence factors associated with pathogenicity in STEC; iii: characterize plasmids and integrons and carry out conjugation assays to evaluate spread of antimicrobial resistance genes between strains from animals and between the water's sources on properties and, iv: evaluate the clonal profile of the strains. There was no association between the collection period and the frequency of resistance to the antimicrobials tested. A high frequency of resistance to polymyxin (41.7%) and the mcr-1.1 gene mobilized by the IncX4 and IS26 plasmids were found. STEC showed a low frequency of multiresistance and diversity of genomic profiles by the Pulsed-Field Gel Electrophoresis approach. The integrons from fly strains and calf strains from farm A were not associated with plasmids and showed the dfrA7 gene as a gene cassette and the blaCTX M-2 gene associated with the same transposon (integron complex). The calf strains from farm B showed the aadA1 gene as an integron gene cassette integrated into a phage-like plasmid p0111. Phylogenetic analysis demonstrated the transmission of integron-positive and/or multidrug-resistant clone strains between fly and calf (ST224) and between fly and dog (ST58). The results suggest the spread of resistant strains through the external surface of flies and the circulation and dissemination of resistance determinants between strains with different profiles and isolated from distinct animals cohabitant on farms. Fly isolates can constitute an important tool for monitoring and controlling antimicrobial resistance spread given their similarity to strains from the intestinal microbiota of farm animalsDoutoradoRelações Antrópicas, Meio Ambiente e ParasitologiaDoutora em Biologia AnimalFAPESP2015/15425-2CAPES001[s.n.]Leite, Domingos da Silva, 1960-Tiba-Casas, Monique RibeiroMiranda, Márcio AndréLourenço, Rogério FerreiraAlvarez-Martinez, Cristina ElisaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Biologia AnimalUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAlves, Taila dos Santos, 1988-20232023-11-21T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (152p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/15225ALVES, Taila dos Santos. Determinação da resistência a antimicrobianos em Escherichia coli de origem animal e o efeito na disseminação da resistência no ambiente: pesquisa em cepas comensais e produtoras de toxina shiga . 2023. 1 recurso online (152p.) Tese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/15225. 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