Caracterização genotípica de resistência a antimicrobianos e formação de biofilme em cepas de Staphylococcus aureus isoladas de leite de vacas com mastite subclínica

Descrição

Tipo

Dissertação de mestrado

Título alternativo

Genotypic characterization of antimicrobial resistance and biofilm formation in Staphylococcus aureus strains isolated from milk of cows with subclinical mastitis

Primeiro orientador

Membros da banca

Anna Christina de Almeida
Eliane Macedo Sobrinho Santos
Geziella Aurea Aparecida Damasceno Souza
Débora Martins Paixão

Resumo

Bovine mastitis represents one of the major health and economic challenges in dairy farming worldwide, characterized by inflammation of the mammary glands resulting primarily from bacterial infections. This study aimed to investigate and characterize molecular markers of antimicrobial resistance and biofilm production in Staphylococcus aureus strains isolated from milk samples of cows with subclinical mastitis, as well as to determine the genetic diversity and resistance profiles of the species present. Thirty S. aureus isolates from dairy herds were analyzed, identified by MALDI-TOF, and subjected to phenotypic and molecular characterization. Molecular analysis identified a high prevalence of the blaZ gene (70%), accounting for the widespread penicillin resistance, whereas the absence of mecA, mecC, and carbapenemase genes (blaKPC, blaOXA23) indicated alternative resistance mechanisms not associated with classical MRSA. Regarding biofilm formation potential, the icaA and icaD genes were detected in 80% of isolates, the complete ica operon in 10%, and the bap gene in 30%, demonstrating a strong genetic predisposition for this virulence factor. Genetic diversity analysis using ISSR oligonucleotides revealed substantial variability among isolates, with 48% of primers generating polymorphic patterns and broad geographic dispersion without defined municipal clustering, suggesting inter-municipal dissemination of the pathogen. The results demonstrate that the analyzed strains represent a dual threat to animal health: high β-lactam resistance mediated primarily by blaZ and strong biofilm formation capability, a combination that contributes to persistent and difficult-to-treat infections. The absence of defined geographic structuring corroborates the hypothesis of regional dissemination influenced by animal movement and deficiencies in biosecurity protocols. This study validates ISSR oligonucleotides as a viable tool for genetic characterization of S. aureus, providing support for epidemiological surveillance and the development of more effective therapeutic strategies for managing subclinical bovine mastitis.

Abstract

A mastite bovina constitui um dos principais desafios sanitários e econômicos da pecuária leiteira mundial, caracterizando-se pela inflamação das glândulas mamárias decorrente principalmente de infecções bacterianas. Este estudo objetivou pesquisar e caracterizar marcadores moleculares de resistência antimicrobiana e produção de biofilme em cepas de Staphylococcus aureus isoladas de amostras de leite de vacas com mastite subclínica, além de determinar a diversidade genética e os perfis de resistência das espécies presentes. Foram analisados 30 isolados de S. aureus provenientes de rebanhos leiteiros, identificados por MALDI-TOF e submetidos à caracterização fenotípica e molecular. A análise molecular identificou elevada prevalência do gene blaZ (70%), explicando a resistência generalizada à penicilina, enquanto a ausência dos genes mecA, mecC e carbapenemases (blaKPC, blaOXA23) indicou mecanismos alternativos de resistência não associados ao MRSA clássico. Quanto ao potencial de formação de biofilme, os genes icaA e icaD foram detectados em 80% dos isolados, o operon ica completo em 10% e o gene bap em 30%, evidenciando forte predisposição genética para esse fator de virulência. A análise da diversidade genética mediante oligonucleotídeos ISSR demonstrou expressiva variabilidade entre os isolados, com 48% dos primers gerando padrões polimórficos e ampla dispersão geográfica sem agrupamento municipal definido, sugerindo disseminação intermunicipal do patógeno. Os resultados evidenciam que as cepas analisadas representam uma dupla ameaça à saúde animal: elevada resistência aos β-lactâmicos mediada principalmente por blaZ e forte capacidade de formação de biofilmes, combinação que contribui para infecções persistentes e de difícil tratamento. A ausência de estruturação geográfica definida corrobora a hipótese de disseminação regional influenciada pela movimentação animal e deficiências nos protocolos de biossegurança. Este estudo valida os oligonucleotídeos ISSR como ferramenta viável para caracterização genética de S. aureus, oferecendo suporte à vigilância epidemiológica e ao desenvolvimento de estratégias terapêuticas mais eficazes para o manejo da mastite bovina subclínica.

Assunto

Bovino de leite., Saúde animal., Drogas -- Resistência em microrganismos., Marcadores., Epidemologia molecular., Beta lactâmicos.

Palavras-chave

Pecuária leiteira., Saúde animal., blaZ., ISSR., Epidemiologia molecular., Beta-lactâmicos.

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