Dinâmica sazonal do resistoma em Staphylococcaceae e matrizes ambientais de fazendas leiteiras no sudeste do Brasil

Abstract

A resistência antimicrobiana é um desafio global, e ambientes de produção animal atuam como reservatórios de genes de resistência. Este estudo investigou a prevalência e distribuição de genes de resistência em Staphylococcaceae isoladas de fazendas leiteiras em Viçosa, MG, considerando a sazonalidade como fator associado. Seis campanhas de amostragem foram realizadas em três propriedades entre julho/2024 e agosto/2025, abrangendo as estações seca e chuvosa. Amostras de cama de vacas em lactação, cama de novilhas, esterco, serragem, silagem, solo cultivado e solo de pastagem foram coletadas. O isolamento bacteriano foi realizado em ágar sal manitol, com identificação por MALDI-TOF MS. A suscetibilidade antimicrobiana foi determinada por microdiluição em caldo para sete antibióticos, e a detecção de genes de resistência em isolados e DNA ambiental foi realizada por PCR. Foram obtidos 26 isolados de Staphylococcaceae, predominantemente Mammaliicoccus sciuri (38,5%) e Staphylococcus xylosus (26,9%), além de S. arlettae, S. simulans, S. piscifermentans e S. chromogenes. As camas foram os principais reservatórios, concentrando 65,4% dos isolados. Observou-se elevada resistência aos beta-lactâmicos penicilina, amoxicilina e ampicilina, enquanto gentamicina e tetraciclina permaneceram ativas contra todos os isolados. A análise molecular revelou maior frequência de detecção na estação seca, onde 50% dos isolados (6/12) apresentaram amplificação para pelo menos um gene de resistência, em comparação ao período chuvoso, que apresentou três ocorrências gênicas totais distribuídas entre os 14 isolados. Os genes detectados concentraram-se nos associados às tetraciclinas (tetK e tetM) e ao macrolídeo ermC. Co-ocorrência de genes foi observada em S. xylosus, com detecção simultânea de tetK, tetM e ermC em isolados da estação seca. Os genes aac(6')-aph(2") e vanA não foram detectados. No DNA ambiental, ermB, ermC e tetA foram consistentemente detectados no esterco em todas as fazendas e estações, indicando que esta matriz funciona como reservatório persistente de genes de resistência. Na cama, observou- se maior variabilidade: ermB alternou entre fazendas e estações, ermC esteve ausente na seca e presente em duas fazendas na chuvosa, e tetA foi detectado apenas em uma fazenda na chuvosa. Os resultados demonstram que a prevalência e distribuição de genes de resistência em Staphylococcaceae em fazendas leiteiras de Viçosa apresentam tendência de variação associada à sazonalidade, com maior detecção na estação seca. A abordagem integrada, combinando isolamento bacteriano e análise de DNA ambiental, permitiu capturar diferentes dimensões do resistoma no agroecossistema. Estes achados reforçam a necessidade de incorporar a variabilidade temporal em programas de monitoramento e em estratégias de mitigação da resistência antimicrobiana sob a perspectiva de Saúde Única. Palavras-chave: resistência bacteriana; saúde única; sazonalidadeAntimicrobial resistance is a global challenge, and animal production environments act as reservoirs of resistance genes. This study investigated the prevalence and distribution of antimicrobial resistance genes in Staphylococcaceae isolated from dairy farms in Viçosa, MG, Brazil, considering seasonality as an associated factor. Six sampling campaigns were conducted across three properties between July 2024 and August 2025, covering the dry and rainy seasons. Samples of bedding from lactating cows, heifer bedding, manure, sawdust, silage, cultivated soil, and pasture soil were collected. Bacterial isolation was performed on mannitol salt agar, with identification by MALDI-TOF MS. Antimicrobial susceptibility was determined by broth microdilution for seven antibiotics, and detection of resistance genes in isolates and environmental DNA was performed by PCR. A total of 26 Staphylococcaceae isolates were obtained, predominantly Mammaliicoccus sciuri (38.5%) and Staphylococcus xylosus (26.9%), in addition to S. arlettae, S. simulans, S. piscifermentans, and S. chromogenes. Bedding materials were the main reservoirs, accounting for 65.4% of isolates. High resistance to the beta-lactams penicillin, amoxicillin, and ampicillin was observed, while gentamicin and tetracycline remained active against all isolates. Molecular analysis revealed higher detection frequency in the dry season, with 50% of isolates (6/12) showing amplification for at least one resistance gene, compared to the rainy season, which presented three total gene occurrences distributed among the 14 isolates. Detected genes were predominantly those associated with tetracyclines (tetK and tetM) and the macrolide ermC. Gene co-occurrence was observed in S. xylosus, with simultaneous detection of tetK, tetM, and ermC in isolates from the dry season. The genes aac(6')-aph(2") and vanA were not detected. In environmental DNA, ermB, ermC, and tetA were consistently detected in manure across all farms and seasons, indicating that this matrix serves as a persistent reservoir of resistance genes. In bedding, greater variability was observed: ermB alternated between farms and seasons, ermC was absent in the dry season and present in two farms during the rainy season, and tetA was detected only in one farm during the rainy season. The results demonstrate that the prevalence and distribution of antimicrobial resistance genes in Staphylococcaceae from dairy farms in Viçosa show a tendency toward seasonal variation, with higher detection in the dry season. The integrated approach combining bacterial isolation and environmental DNA analysis allowed capturing different dimensions of the resistome in the agroecosystem. These findings reinforce the need to incorporate temporal variability into monitoring programs and mitigation strategies for antimicrobial resistance under a One Health perspective. Keywords: bacterial resistance; one health; seasonality