Caracterização molecular de estirpes de Staphylococcus aureus de mastite bovina e atividade anti-biofilme de uma lectina tipo C

Abstract

Staphylococcus aureus é um dos principais patógenos responsáveis à mastite bovina subclínica que, frequentemente, evolui para a forma crônica. A caracterização de cepas circulantes em rebanhos leiteiros é importante para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico precoces e identificação de marcadores de prognóstico. Esse trabalho foi dividido em três capítulos. No capítulo I, isolados bovinos coletados em diversas fazendas dos Estados de Minas Gerais e Rio de Janeiro foram caracterizados com base em características moleculares e fisiológicas. Observou-se a predominância do spa t605 e do grupo agr tipo II sobre os demais. A maioria dos isolados apresentou moderada produção de biofilme e uma alta sensibilidade aos antimicrobianos testados. Esses resultados aumentam o conhecimento sobre as cepas disseminadas em rebanhos brasileiros e contribuem para definição de estratégias de combate à mastite no país. No capítulo II, realizou-se uma busca por marcadores de prognóstico em 285 isolados de S. aureus originários do Canadá. Os isolados foram coletados de animais com manifestação de mastite clínica ou subclínica, ao longo do ciclo lactacional da vaca, sendo a persistência validada por método molecular. Os isolados que persistiam do período seco até a próxima lactação produziram mais biofilme que os não persistentes. Os isolados clínicos foram menores produtores de biofilme quando comparados aos isolados subclínicos. A produção de biofilme foi inversamente porporcional à expressão do gene hld. Dezoito tipos de spa foram encontrados, sendo o t529 o mais predominante. Para os isolados em lactação, o gene seg foi associado com a redução da chance da bactéria ser persistente. No capítulo III, uma busca por substâncias com atividade antipatogênica em veneno de Bothrops jararacussu foi realizada. Frações obtidas por cromatografia de exclusão molecular mostraram atividade anti-biofilme quando testadas sobre S. aureus e S. epidermidis. Espectrometria de massas identificou uma lectina que foi purificada por cromatografia de afinidade, cuja atividade anti-biofilme foi comprovada sobre diferentes espécies de bactérias causadoras de mastite bovina. Esse trabalho revelou uma nova atividade biológica para lectinas do tipo C, que pode ser testada como estratégia complementar no combate de infecções causadas por S. aureus.

Staphylococcus aureus is a major pathogen responsible for subclinical bovine mastitis that often progresses to a chronic form. Molecular characterization of strains circulating in dairy herds is important to develop methods for early diagnosis and to identify prognostic markers which may help in the definition of appropriate mastitis control. This work was divided into three chapters. In Chapter I, bovine isolates collected from several farms in the states of Minas Gerais and Rio de Janeiro were characterized based on molecular and physiological characteristics. The spa type 605 and the agr type II predominated over other groups. Most isolates showed a moderate biofilm production and a high sensitivity to the tested antibiotics. These results increase our knowledge of the strains disseminated in Brazilian herds and improve herd management and disease control in the country. In Chapter II, we performed a search for prognostic markers in 285 isolates of S. aureus originated from Canada. The isolates were collected from animals showing clinical or subclinical mastitis during the lactational cycle of the cow, and persistence was validated by a molecular approach. The isolates that persisted during dry period through freshening produced more biofilm than non-persistent ones. Clinical isolates produced less biofilm than subclinical isolates. Biofilm production inversely correlated to hld expression level. Eighteen spa types were found, but t529 was more prevalent. For subclinical lactational isolates, the gene seg was associated with a reduction in the odds of the bacteria being persistent. In Chapter III, a search for substances found with anti-pathogenic activity was performed in the venom of Bothrops jararacussu. Fractions obtained by size exclusion chromatography showed anti-biofilm activity when tested on S. aureus and S. epidermidis. Mass spectrometry identified a lectin that was purified by affinity chromatography, whose anti-biofilm activity was demonstrated on different species of bovine mastitis bacteria. This work revealed a new biological activity for C-type lectins that can be tested as a complementary strategy to combat infections caused by S. aureus.