Virulence properties and antimicrobial susceptibility of Shiga toxin-producing Escherichia coli strains isolated from healthy cattle from Paraná State, Brazil

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Abstract:

The presence of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strains in feces samples of cattle was determined using the cytotoxicity assay on Vero cells and a screening PCR system to detect stx genes. The STEC isolates were serotyped, tested for antimicrobial susceptibility, and analyzed for virulence genes using multiplex PCR. The verocytotoxin-producing E. coli - reverse passive latex agglutination (VTEC-RPLA) assay was also used to detect Shiga toxin production. The frequency of cattle shedding STEC was 36%. The isolates belonged to 33 different serotypes, of which O10:H42, O98:H41, and O159:H21 had not previously been associated with STEC. The most frequent serotypes were ONT:H7 (10%), O22:H8 (7%), O22:H16 (7%), and ONT:H21 (7%). Most of the strains (96%) were susceptible to all antimicrobial agents tested. Shiga toxin was detected by the VTEC-RPLA assay in most (89%) of the STEC strains. The frequency of virulence markers was as follows: stx1, 10%; stx2, 43%; stx1 plus stx2, 47%; ehxA, 44%; eae, 1%; and saa, 38%. Several strains belong to serotypes associated with human disease, and most of them carried a stx2-type gene, suggesting that they represent a risk to human health. The screening PCR assay showed fewer false-negative results for STEC than the Vero-cell assay and is suitable for laboratory routine.

La présence de souches d’Escherichia coli produisant la toxine de Shiga (STEC) dans des échantillons fécaux du veau a été déterminée par un essai de cytotoxicité sur les cellules Vero et par un criblage par PCR afin de détecter les gènes stx. Le typage sérologique des isolats de STEC a été réalisé, leur sensibilité antimicrobienne a été testée, et la présence de gènes de virulence a été analysée par PCR multiplex. L’essai VTEC-RPLA a aussi été utilisé pour détecter la production de toxine de Shiga. La fréquence de libération de STEC par le veau était de 36 %. Les isolats appartenaient à 33 types sérologiques, dont les types O10:H42, O98:H41 et O159:H21 qui n’avaient jamais été associés auparavant avec les STEC. Les types sérologiques les plus fréquents étaient ONT:H7 (10 %), O22:H8 (7 %), O22:H16 (7 %) et ONT:H21 (7 %). La plupart des souches (96 %) étaient sensibles à tous les agents antimicrobiens testés. La toxine de Shiga a été détectée par l’essai VREC-RPLA dans la plupart des souches STEC (89 %). La fréquence des marqueurs de virulence était la suivante : stx1, 10 %; stx2, 43 %; stx1 et stx2, 47 %; ehxA, 44 %; eae, 1 %; et saa, 38 %. Plusieurs souches appartiennent à des types sérologiques associés à la maladie chez l’humain et plusieurs d’entre elles comportaient un gène de type stx2, ce qui suggère qu’elles constituent un risque pour la santé humaine. L’essai de criblage par PCR a présenté moins de résultats faussement négatifs dans la détection des STEC comparativement à l’essai sur les cellules Vero, et est approprié pour des tests de laboratoire de routine.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2008

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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