Virulence Factors and Antimicrobial Resistance Profile of Escherichia coli Isolated from Nursery Piglets and Drinking Water

Background: One of the most frequent health problems in the swine industry is the post-weaning diarrhea in nursery pigs, which leads to significant losses due to weight loss, dehydration, cost of medication and mortality. Escherichia coli  (E. coli) is one of the main bacterial agents of the post-weaning diarrhea. To investigate the possibility of enterotoxigenic  E. coli (ETEC) transmission through drinking water to nursery piglets, the objective of this study was to isolate, characterize by virulence factors, and compare the antimicrobial resistance profiles of E. coli from drinking water samples in nurseries and from rectal swabs of their piglets presenting post-weaning colibacillosis.Materials, Methods & Results: Fifteen rectal swabs from diarrheic piglets in their first three weeks after weaning and one water sample were collected from each of ten nurseries located in Rio Grande do Sul State, south of Brazil. After enrichment with a commercial broth medium, water samples were cultured in blood agar, as well as the rectal swab samples, and the characteristic colonies were identified by standard biochemical analysis. Following isolation and identification of E. coli, the colonies from water samples and their corresponding piglets’ samples were characterized by multiplex PCR in order to determine specific ETEC fimbria and toxin genes. Finally, all E. coli isolates were submitted to antimicrobial susceptibility testing. Virulence factors and antimicrobial sensitivity could then be compared between water and piglets’ samples. The difference in the antimicrobial resistance frequency for each of the sample groups were compared using the multi comparison test. E. coli was isolated in four out of the ten water samples, although none of the water samples presented ETEC virulence factors. From 60 rectal swab samples (15 from each of the four positive farms with E. coli isolated from water samples), 21 E. coli were isolated and seven demonstrated characteristic ETEC virulence factors. The fimbriae exhibited in higher frequency were F18 (62.5%) and F4 (25%) and the toxins were STb (100%) and STaP (75%). E. coli isolated from water samples presented higher resistance to the antimicrobials apramycin, florfenicol, lincomycin, lincomycin+spectinomycin, oxytetracycline, and sulfamethoxazole+trimethoprim; it did not present resistance to colistin and fosfomycin. The seven ETEC from rectal swab samples presented a higher resistance to lincomycin, and lower resistance frequency to fosfomycin. The other 14 E. coli non-ETEC from rectal swab samples presented a higher resistance to florfenicol and no resistance to colistin.Discussion: Enterotoxigenic E. coli is an important agent causing post-weaning colibacillosis, although, differently from other studies, this experiment did not find the agent in most of the sampled animals. In contrast to other authors, ETEC was not found in water, as the development of its virulence factors may depend on conditions presented exclusively in the animal. By the results we can conclude that, although E. coli was isolated from the drinking water, it was not a significant mechanism for nursery piglets’ infection with ETEC in this experiment. The samples analyzed presented a wide range of resistance to different antimicrobials, including multi-resistance. In some cases, E. coli found in water presented different antimicrobial profile from the bacterium found in the rectal swab samples. Enterotoxigenic E. coli was susceptible to fosfomycin and its use may represent a prudent antimicrobial choice to the swine industry

Eficácia de desinfetantes para inativar o vírus da influenza A H1N1 isolado de suínos

The aim of this study was to access the efficacy of four disinfectants to inactivate influenza A [H1N1] 0 hour and 72 hours after disinfectant dilution. A pandemic H1N1 influenza virus isolated from a pig with respiratory disease was used to obtain inoculums containing 6.4log10 EID50/mL; 5.4log10 EID50/mL; 4.4log10 EID50/mL and 3.4log10 EID50/mL. Suspension test was composed of 400μL of viral inoculum, 100μL of organic load and 500μL of each individually diluted disinfectant and incubated for ten minutes of contact time. After a neutralizing step, each mixture was filtered on a 0.22μm membrane and 0.2mL was inoculated in six 9-day-old embryo chicken egg through allantoic route. The allantoic fluid from eggs was harvest for RT-PCR and hemagglutination test. The experiment was repeated 72 hours after disinfectant dilution. On the first assessment with fresh disinfectant, influenza virus was inactivated by oxidizing compost disinfectant and phenolic disinfectant in all virus concentrations, the quaternary ammonium compound (QAC) and glutaraldehyde association inactivated the virus up to a concentration of 5.4log10 EID50/mL. QAC disinfectant did not eliminate virus viability. Seventy-two hours after disinfectants were diluted, oxidizing compost disinfectant and QAC and glutaraldehyde association disinfectant demonstrated the same result as the evaluation with fresh disinfectant solution. Phenolic disinfectant inactivated viral inoculum up to a concentration of 5.4log10 EID50/mL. QAC had no effect on inactivating 3.4log10 EID50/ mL of influenza virus. In conclusion, three of the four disinfectants tested were effective to inactivate pandemic H1N1 influenza virus in the presence of organic load. Test result performed 72hours after disinfectant dilution suggest a decrease in the effectiveness of one disinfectant.O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de quatro desinfetantes em inativar o vírus da influenza A [H1N1] 0-hora e 72-horas após a diluição dos produtos. Um vírus H1N1 pandêmico isolado previamente de um suíno com doença respiratória foi utilizado e foram obtidas quatro concentrações de inóculo contendo 6,4log10 EID50/mL; 5,4log10 EID50/mL; 4,4log10 EID50/mL and 3,4log10 EID50/mL. Para compor o teste em suspensão foram adicionados 400μL de inóculo viral, 100μL de matéria orgânica e 500μL de cada desinfetante diluído individualmente e a mesma foi incubada por 10 minutos. Após a etapa neutralizante, a suspensão foi filtrada em membrana 0,22μm e 0,2mL foi inoculado em seis ovos de galinha embrionados de nove dias de incubação, via rota alantóide. O fluido alantóide foi colhido após 72 horas para testes de hemaglutinação e RT-PCR. O mesmo protocolo experimental foi repetido usando as soluções desinfetantes 72 horas após a diluição. O vírus da influenza foi inativado pelo composto oxidante e também pelo desinfetante fenólico em todas as concentrações virais testadas 0-hora após diluição. O desinfetante com associação de amônia quaternária e glutaraldeído inativou o vírus na concentração de até 5,4log10 EID50/mL. O desinfetante à base de amônia quaternária não inativou o vírus. Os resultados 72-horas após a diluição não diferiram quando comparado com 0-hora, exceto o desinfetante fenólico, o qual inativou o vírus da influenza somente até a concentração 5,4log10 EID50/mL. Concluindo, três dos quatro desinfetantes testados foram efetivos ao inativar o vírus da influenza [H1N1] pandêmico na presença de matéria orgânica. Os resultados do teste com produtos diluídos após 72 horas sugerem redução da efetividade em, pelo menos, um desinfetante

Principais ameaças sanitárias endêmicas da cadeia produtiva de suínos no Brasil

Brazil stands out as the fourth largest producer and exporter of pork. The occurrence of certain diseases in animal production is one of the most important factors for swine production. Swine pathogens can be divided into three groups: agents of foodborne illnesses of animal origin; agents of strategically important diseases for the health protection system; and agents of diseases responsible for losses in animal production. Some diseases, such as classical swine fever and foot‑and‑mouth disease, impact heavily the export market; endemic or enzootic diseases deteriorate production rates and increase production costs, reducing competitiveness; and foodborne illnesses, despite not affecting production indexes, can cause damages to human health and harm commercial relations. Brazil, being an exponent in the production and export of pork and derivatives, must be aware of some aspects related to laboratory infrastructure, biosecurity measures, and care necessary to prevent certain, still exotic, diseases from infecting the Brazilian herd. This review addresses the main endemic or enzootic diseases that cause losses in pork production in Brazil.O Brasil se destaca por ser o quarto maior produtor e exportador de carne suína. A ocorrência de determinadas doenças na produção animal é um dos fatores mais importantes para a suinocultura. Os patógenos de suínos podem ser divididos em três grupos: agentes de doenças transmitidas por alimentos de origem animal; agentes de doenças de importância estratégica para o sistema de defesa sanitária; e agentes de doenças responsáveis por prejuízos na produção animal. Algumas enfermidades, como a peste suína clássica e a febre aftosa, impactam duramente o mercado exportador; doenças endêmicas ou enzoóticas deterioram os índices produtivos e aumentam o custo de produção, com perda da competitividade; e doenças transmitidas por alimentos, embora não afetem os índices produtivos, podem causar danos à saúde humana e prejudicar as relações comerciais. O Brasil, por ser um expoente na produção e na exportação de suínos e derivados, deve estar atento a alguns aspectos relacionados à infraestrutura laboratorial, às medidas de biossegurança e aos cuidados necessários para impedir que determinadas doenças, ainda exóticas, infectem o rebanho brasileiro. Este artigo de revisão aborda as principais doenças endêmicas ou enzoóticas que causam prejuízo à produção de carne suína no Brasil

Efeito da aivlosina sobre a excreção de B. pilosicoli em suínos experimentalmente infectados

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Efeito da ordem de parto segregada sobre a dinâmica de infecção de Mycoplasma hyopneumoniae e lesões pulmonares ao abate

Gilts represent a group risk for Mycoplasma hyopneumoniae vertical transmission in swine herds. Therefore, parity segregation can be an alternative to control M. hyopneumoniae infections. The study evaluated the effect of parity segregation on M. hyopneumoniae infection dynamics and occurrence and severity of lung lesions at slaughter. For that, three multiple site herds were included in the study. Herd A consisted of the farm where gilts would have their first farrowing (parity order (PO) 1). After the first farrowing PO 1 sows were transferred to herd B (PO2-6). Herd C was a conventional herd with gilt replacement (PO1-6). Piglets born in each herd were raised in separated nursery and finishing units. Sows (n = 33 (A), 37 (B), 34 (C)) in all herds were sampled prior to farrowing and piglets (n = 54 (A), 71 (B), 66 (C)) were sampled longitudinally at 21, 63, 100, 140 days of age and at slaughter for M. hyopneumoniae detection by PCR and lung lesions scoring. M. hyopneumoniae prevalence in sows did not differ among herds. Prevalence of positive piglets was higher at weaning in the PO1 herd (A) (P 0,05). A prevalência ao desmame foi maior na granja A (OP1) (P < 0,05). No entanto, dos 100 dias de idade até o abate a prevalência de leitões positivos para M. hyopneumoniae foi maior na granja B (OP2-6) (P < 0,05). A ocorrência e severidade de lesões pulmonares foram maiores na granja B. Os autores sugerem que a falta de uma aclimatação adequada das leitoas pode ter influenciado nos resultados, levando à detecção de matrizes positivas ao parto, independente da ordem de parto

Agentes patogênicos de pneumonia em suínos abatidos no sul do Brasil

A high prevalence of pneumonic lesions has been reported to affect slaughtered pigs in southern Brazil. In order to identify which microorganisms have been causing those lesions, 30 pig lungs presenting pneumonic gross lesions were collected from five different slaughterhouses, totaling 150 lungs. Samples for bacterial isolation, molecular, histopathologic and immunohistochemistry (IHC) evaluation were taken from each lung. The pneumonic lesion scoring ranged from 1.53 to 2.83. The most frequent histopathological lesions found was the concomitant Influenza A virus (IAV) and Mycoplasma hyopneumoniae infection, corresponding to 55.3% (83/150), and Pasteurella multocida type A was isolated in 54.2% (45/83) of these cases. In 102 samples (68%), there was histopathologic suggestion of involvement of more than one infectious agent. M. hyopneumoniae was the most frequent agent associated with pneumonic lesions, being present in 92.1% (94/102) of the lungs with coinfections, followed by IAV in 89.2% (91/102). Besides the coinfections, IAV lesions were observed also in six samples without another pathogenic microorganism detected. A total of 46 samples with acute and subacute IAV suspected lesions in histopathological examination were assessed for IHC and real time RT-PCR for IAV. A total of 35% (16/46) of them were positive by IHC and 13% (6/46) by real time RT-PCR. Regarding M. hyopneumoniae, 79.3% (119/150) of samples were positive by qPCR and 84.9% (101/119) of them also presented M. hyopneumoniae suspected lesions in the histopathological examination. The results of this study suggest the importance of IAV in respiratory diseases in finishing pigs, even though this virus is more frequently reported in the nursery phase. In addition, our results emphasize the importance of lung coinfections in finishing pigs.Lesões sugestivas de pneumonia são frequentemente encontradas em altas prevalências em suínos abatidos no sul do Brasil. Para identificar quais microrganismos causam essas lesões, foram coletados 30 pulmões de suínos com lesão macroscópica sugestiva de pneumonia em cinco frigoríficos diferentes, totalizando 150 pulmões. Amostras para isolamento bacteriano, avaliação molecular, histopatológica e imuno-histoquímica (IHC) foram coletadas de cada pulmão. O escore de lesão pulmonar variou entre 1,53 a 2,83. O achado histopatológico mais observado foi a lesão sugestiva de infecção concomitante pelo vírus Influenza A (IAV) e Mycoplasma (M.) hyopneumoniae, correspondendo a 55,3% (83/150), e em 54,2% (45/83) desses casos Pasteurella (P.) multocida tipo A foi isolado. Em 102 amostras (68%), houve lesão histopatológica sugestiva do envolvimento de mais de um agente infeccioso. M. hyopneumoniae foi o microrganismo mais frequente associado a lesões de pneumonia, estando presente em 92,1% (94/102) dos pulmões com coinfecções, seguido de IAV, que foi encontrado em 89,2% (91/102). Além das coinfecções, lesões de IAV foram observadas em mais seis amostras que não aparentavam envolvimento de outro agente infeccioso. Um total de 46 amostras com suspeita de lesão aguda e subaguda de IAV no exame histopatológico foram avaliadas para IHC e RT-PCR em tempo real para IAV e 35% (16/46) delas foram positivas por IHC e 13% (6/46) foram positivas por RT-PCR em tempo real. Com relação a M. hyopneumoniae, 79,3% (119/150) das amostras foram positivas por qPCR e 84,9% (101/119) delas também apresentaram lesões suspeitas de M. hyopneumoniae no exame histopatológico. Os resultados deste trabalho sugerem a importância do IAV como agente causador de pneumonias em suínos de terminação, embora esse vírus seja mais frequentemente relatado na fase de creche. Além disso, os achados deste trabalho demonstram a presença frequente de coinfecções pulmonares em suínos de terminação

Mesenteric osseous choristoma in a sow

Background: Osseous choristomas represent the production of osseous tissue in abnormal regions, such as subcutaneous, fibrous or perivascular tissues, skeletal muscle and skin. These structures have been found in humans, dogs (lungs and dura mater), horses (large intestines) and cattle (lungs and mesenteric lymph nodes). They were also found in the mesenteric region and thoracic cavity of sows and piglets. The aim of this paper was to describe the macro and microscopic lesions found in a sow which died suddenly by a rare mesenteric osseous choristoma. Case: A lactating sow, parity four, from the Swine Department of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil, showed appetite loss, hyperthermia (41.5ºC) and sudden death. The animal was submitted to necropsy at the Department of Veterinary Pathology, UFRGS. On external examination, the sow showed conjunctival and perioral cyanosis, proximal colon region with a firm structure with approximately 3.0 cm length in mesenteric area. Moreover, the colon was ruptured and fibrin deposition and intestinal content in abdominal cavity were observed. Fragments of organs were collected in 10% formalin, routinely processed for histology and colored with hematoxylin and eosin stain (H&E). Histologically, it was found bone trabeculae with osteoid, periosteum, spaces with osteocids and endochondral ossification with bone marrow composed by adipose tissue and intense proliferation of conjunctive stroma. The mesenteric lymph nodes showed intense lymphoid hyperplasia with multifocal centrilobular necrosis. There was fibrin in serosa of colon, acute peri-spleen and acute fibrinopurulent perihepatitis. Discussion: Macroscopic and microscopic findings were consistent with mesenteric osseous choristoma. This condition is unusual in domestic animals, however it has been already described in pigs. Osseous choristoma could be related to previous mesenteric torsions, which could occur in growing phase, causing inflammation and hemorrhage, stimulating its generation. These structures may cause lesions in adjacent organs. The abrupt movements of the sow or intestinal peristalsis could have broken the bone, raising two tips, which in contact with the colon, ruptured it. Because of this, shedding of intestinal content was observed, which resulted in an acute peritonitis and sudden death of the animal. The annual mortality rates of sows (natural deaths or euthanasia) varies from 4.0 to 6.0%, but may be variable. Sow sudden deaths represent 17.5% of all sows and boars deaths, and gilts, pregnant and lactating sows are more susceptible. The most common causes of sow sudden death are gastrointestinal problems, such as ulcer, enteritis, torsions and ruptures; pneumonia; urinary infections, such as cystitis and pyelonephritis; heart failure; dystocia, and septicemia. However, one third of sudden death causes are not identified. The necropsy is the only way to identify the cause of death, through observation of macroscopic lesions and subsequent laboratory tests. Better knowledge of causes is important to establish control measures and possibly reduce culling of swine females. The causes of sudden death in sows should be better understood. Case reports of mesenteric osseous choristomas are rare in pigs, however it is not possible to assert if its occurrence is low, since few sudden deaths in sows are investigated

Mortalidade de leitões em aleitamento associada à injeção com penicilina em uma agroindústria no sul do Brasil

O uso de antimicrobianos, como as penicilinas, é comum na maternidade, como profilático em leitões recém nascidos ou para o tratamento de diversas infecções bacterianas. As penicilinas em suas diferentes formulações (como a penicilin-procaína e amoxicilina) são bastante usadas, por seu espectro compatível com algumas das principais infecções prevalentes em leitões na maternidade. Raramente são registrados casos de intoxicações, cursando com mortalidade de leitões, ou reações anafiláticas. Este trabalho descreve um surto de mortalidade na fase de aleitamento, após administração de produto antimicrobiano à base de penicilina e estreptomicina. Os leitões tratados (157) pertenciam a duas granjas produtoras de leitões, integradas de uma agroindústria no sul do Brasil. Os sintomas presentes foram inquietação, dispnéia, tremores musculares, vômito e diarréia, todos ocorrendo num período máximo de 15 minutos a duas horas após administração do antimicrobiano. A mortalidade (13%) foi considerada decorrente de uma reação de anafilaxia posterior à administração de antimicrobianos à base de penicilina

Avaliação do uso da vacinação para a prevenção da doença do edema em suínos

A colibacilose enterotoxêmica (doença do edema) ocorre com muita freqüência nas criações de suínos do Estado do Rio Grande do Sul. Vários procedimentos têm sido adotados para o seu controle, como correções de manejo e ambiente, além de melhorias na formulação de rações, uso de antimicrobianos, de probióticos e reforços na área de higiene e de desinfecção ambiental, os quais nem sempre têm mostrado resultados satisfatórios. Também têm sido utilizadas vacinas inativadas contendo cepas patogênicas ou subunidades de Escherichia coli como uma alternativa, visando a prevenir e controlar a infecção. O presente trabalho avaliou o uso de uma bacterina autógena na prevenção da doença do edema em uma granja de suínos que apresentava elevada mortalidade após o desmame, com diagnóstico de infecção por Escherichia coli enterotoxêmica. A vacina foi preparada com uma amostra de Escherichia coli isolada em cultura pura de materiais coletados no surto. O programa de vacinação consistiu no uso de duas vacinações nas matrizes (aos 80 e 100 dias de gestação) e duas doses para os leitões (entre 15/17 e 35/38 dias de idade). Observou-se uma diminuição significativa da taxa de mortalidade nas fases de pré-creche e creche, mas não houve melhoria no ganho de peso diário

Estudo sorológico de isolados de Brachyspira pilosicoli de suínos da região sul do Brasil

A colite espiroquetal, doença infecciosa causada pela Brachyspira pilosicoli, foi recentemente descrita no Brasil e causa significativas perdas à produção suinícola por diarréia, perda de peso e piora da conversão alimentar. O agente é anaeróbico, fastidioso e a infecção causada pelo mesmo de difícil diagnóstico laboratorial. Dessa forma, o desenvolvimento de técnicas de diagnóstico nessa área apresenta particular relevância. No presente trabalho buscou-se analisar isolados da bactéria através da técnica sorológica da microaglutinação. Foram produzidos em coelhos soros hiperimunes contra duas amostras de referência de B. pilosicoli, 20 amostras da bactéria isoladas no Estado do Rio Grande do Sul e uma cepa de referência de outra espiroqueta patogênica (B. hyodysenteriae). Reagindo todas as cepas contra todos os soros, foram detectados vários padrões de reatividade cruzado. Pela grande variabilidade dos títulos, não houve possibilidade estabelecer um padrão sorológico capaz de permitir um agrupamento das bactérias analisadas em sorotipos. A existência dessa discrepância nas aglutinações realizadas com soros homólogos e heterólogos sugere compartilhamento de antígenos (cadeias laterais de açúcares) entre as amostras ou diferenças de quantidade dos açúcares na membrana celular externa. Por reagir contra todas as cepas de B. pilosicoli com título superiores a 1:1120, o antissoro produzido contra a amostra SIPV14 poderia ser utilizado em provas de diagnóstico, como a imuno-histoquímica e ELISA. Por reagir com todos os soros com títulos superiores a 1:2880, a cepa SIPV42 seria a mais indicada para ser utilizada para a produção de vacina para a prevenção da infecção intestinal contra a B. pilosicoli (colite espiroquetal)