Molecular characterization of multidrug-resistant Escherichia coli of the phylogroups A and C in dairy calves with meningitis and septicemia

Autores
Louge Uriarte, Enrique Leopoldo; Gonzalez, Ramon Alejandro; Massó, Mariana; Carrera Paez, Laura; Domínguez Moncla, Manuel; Donis, Nicolás; Malena, Rosana Claudia; Mendez, Maria Alejandra; Morrell, Eleonora Lidia; Giannitti, Federico; Armendano, Joaquín Ignacio; Faverin, Claudia; Centrón, Daniela; Parreño, Viviana; Odeon, Anselmo Carlos; Quiroga, María Paula; Moreira, Ana Rita
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Escherichia coli is an important cause of septicemia (SEPEC) and neonatal meningitis (NMEC) in dairy calves. However, the diversity of virulence profiles, phylogroups, antimicrobial resistance patterns, carriage of integron structures, and fluoroquinolone (FQ) resistance mechanisms have not been fully investigated. Also, there is a paucity of knowledge about the virulence profiles and frequency of potential SEPEC in feces from calves with or without diarrhea. This study aimed to characterize the virulence potential, phylogroups, antimicrobial susceptibility, integron content, and FQ-resistance mechanisms in Escherichia coli isolated from calves with meningitis and septicemia. Additionally, the virulence genes (VGs) and profiles of E. coli isolated from diarrheic and nondiarrheic calves were compared between them and together with NMEC and SEPEC in order to identify shared profiles. Tissue and fluid samples from eight dairy calves with septicemia, four of which had concurrent meningitis, were processed for bacteriology and histopathology. Typing of VGs was assessed in 166 isolates from diverse samples of each calf. Selected isolates were evaluated for antimicrobial susceptibility by the disk diffusion test. Phylogroups, integron gene cassettes cartography, and FQ-resistance determinants were analyzed by PCR, sequencing, and bioinformatic tools. Furthermore, 109 fecal samples and 700 fecal isolates from dairy calves with or without diarrhea were evaluated to detect 19 VGs by uniplex PCR. Highly diverse VG profiles were characterized among NMEC and SEPEC isolates, but iucD was the predominant virulence marker. Histologic lesions in all calves supported their pathogenicity. Selected isolates mainly belonged to phylogroups A and C and showed multidrug resistance. Classic (dfrA17 and arr3-dfrA27) and complex (dfrA17-aadA5::ISCR1::blaCTX-M-2) class 1 integrons were identified. Target-site mutations in GyrA (S83L and D87N) and ParC (S80I) encoding genes were associated with FQ resistance. The VGs detected more frequently in fecal samples included f17G (50%), papC (30%), iucD (20%), clpG (19%), eae (16%), and afaE-8 (13%). Fecal isolates displaying the profiles of f17 or potential SEPEC were found in 25% of calves with and without diarrhea. The frequency of E. coli VGs and profiles did not differ between both groups (p > 0.05) and were identical or similar to those found in NMEC and SEPEC. Overall, multidrug-resistant E. coli isolates with diverse VG profiles and belonging to phylogroups A and C can be implicated in natural cases of meningitis and septicemia. Their resistance phenotypes can be partially explained by class 1 integron gene cassettes and target-site mutations in gyrA and parC. These results highlight the value of antimicrobial resistance surveillance in pathogenic bacteria isolated from food-producing animals. Besides, calves frequently shed potential SEPEC in their feces as commensals (“Trojan horse”). Thus, these bacteria may be disseminated in the farm environment, causing septicemia and meningitis under predisposing factors.
EEA Balcarce
Fil: Louge Uriarte, Enrique Leopoldo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Louge Uriarte, Enrique Leopoldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Gonzalez, Ramon Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Gonzalez, Ramon Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Massó, Mariana. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Massó, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Carrera Paez, Laura. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Carrera Paez, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Domínguez Moncla, Manuel. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Domínguez Moncla, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Donis, Nicolás. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Donis, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Malena, Rosana Claudia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Malena, Rosana Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Mendez, Maria Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Mendez, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Morrell, Eleonora Lidia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Morrell, Eleonora Lidia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentin
Fil: Giannitti, Federico. Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA); Uruguay
Fil: Armendano, Joaquín Ignacio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Departamento de Fisiopatología; Argentina
Fil: Faverin, Claudia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Faverin, Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Centrón, Daniela. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Centrón, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Parreño, Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Virología e Innovaciones Tecnológicas; Argentina
Fil: Parreño, Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Virología e Innovaciones Tecnológicas; Argentina
Fil: Odeon, Anselmo Carlos. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Odeon, Anselmo Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Quiroga, María Paula. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Quiroga, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Moreira, Ana Rita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Moreira, Ana Rita. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fuente
Microbial Pathogenesis 163 : 105378. (February 2022)
Materia
Escherichia coli
Caracterización Molecular
Bacteria Multirresistente
Ternero
Meningitis
Septicemia
Molecular Characterization
Multidrug-resistant Bacteria
Calves
Septicaemia
Nivel de accesibilidad
acceso restringido
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
INTA Digital (INTA)
Institución
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
OAI Identificador
oai:localhost:20.500.12123/28193
Acceder
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Also, there is a paucity of knowledge about the virulence profiles and frequency of potential SEPEC in feces from calves with or without diarrhea. This study aimed to characterize the virulence potential, phylogroups, antimicrobial susceptibility, integron content, and FQ-resistance mechanisms in Escherichia coli isolated from calves with meningitis and septicemia. Additionally, the virulence genes (VGs) and profiles of E. coli isolated from diarrheic and nondiarrheic calves were compared between them and together with NMEC and SEPEC in order to identify shared profiles. Tissue and fluid samples from eight dairy calves with septicemia, four of which had concurrent meningitis, were processed for bacteriology and histopathology. Typing of VGs was assessed in 166 isolates from diverse samples of each calf. Selected isolates were evaluated for antimicrobial susceptibility by the disk diffusion test. Phylogroups, integron gene cassettes cartography, and FQ-resistance determinants were analyzed by PCR, sequencing, and bioinformatic tools. Furthermore, 109 fecal samples and 700 fecal isolates from dairy calves with or without diarrhea were evaluated to detect 19 VGs by uniplex PCR. Highly diverse VG profiles were characterized among NMEC and SEPEC isolates, but iucD was the predominant virulence marker. Histologic lesions in all calves supported their pathogenicity. Selected isolates mainly belonged to phylogroups A and C and showed multidrug resistance. Classic (dfrA17 and arr3-dfrA27) and complex (dfrA17-aadA5::ISCR1::blaCTX-M-2) class 1 integrons were identified. Target-site mutations in GyrA (S83L and D87N) and ParC (S80I) encoding genes were associated with FQ resistance. The VGs detected more frequently in fecal samples included f17G (50%), papC (30%), iucD (20%), clpG (19%), eae (16%), and afaE-8 (13%). Fecal isolates displaying the profiles of f17 or potential SEPEC were found in 25% of calves with and without diarrhea. The frequency of E. coli VGs and profiles did not differ between both groups (p > 0.05) and were identical or similar to those found in NMEC and SEPEC. Overall, multidrug-resistant E. coli isolates with diverse VG profiles and belonging to phylogroups A and C can be implicated in natural cases of meningitis and septicemia. Their resistance phenotypes can be partially explained by class 1 integron gene cassettes and target-site mutations in gyrA and parC. These results highlight the value of antimicrobial resistance surveillance in pathogenic bacteria isolated from food-producing animals. Besides, calves frequently shed potential SEPEC in their feces as commensals (“Trojan horse”). Thus, these bacteria may be disseminated in the farm environment, causing septicemia and meningitis under predisposing factors.EEA BalcarceFil: Louge Uriarte, Enrique Leopoldo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Louge Uriarte, Enrique Leopoldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Gonzalez, Ramon Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Gonzalez, Ramon Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Massó, Mariana. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Massó, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Carrera Paez, Laura. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Carrera Paez, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Domínguez Moncla, Manuel. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Domínguez Moncla, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Donis, Nicolás. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Donis, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Malena, Rosana Claudia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Malena, Rosana Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Mendez, Maria Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Mendez, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Morrell, Eleonora Lidia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Morrell, Eleonora Lidia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinFil: Giannitti, Federico. Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA); UruguayFil: Armendano, Joaquín Ignacio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Departamento de Fisiopatología; ArgentinaFil: Faverin, Claudia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Faverin, Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Centrón, Daniela. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Centrón, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Parreño, Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Virología e Innovaciones Tecnológicas; ArgentinaFil: Parreño, Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Virología e Innovaciones Tecnológicas; ArgentinaFil: Odeon, Anselmo Carlos. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Odeon, Anselmo Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Quiroga, María Paula. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Quiroga, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Moreira, Ana Rita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaFil: Moreira, Ana Rita. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; ArgentinaElsevier2026-10-20T18:38:09Z2026-10-20T18:38:09Z2022info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/20.500.12123/28193https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S08824010210065250882-4010https://doi.org/10.1016/j.micpath.2021.105378Microbial Pathogenesis 163 : 105378. (February 2022)reponame:INTA Digital (INTA)instname:Instituto Nacional de Tecnología Agropecuariaenginfo:eu-repograntAgreement/INTA/AESA-203971/AR./Caracterización y control de las pérdidas gestacionales y perinatales por causas infecciosas en bovinosinfo:eu-repograntAgreement/INTA/PNSA-1115053/AR./Biotecnologías reproductivas y desarrollo de metodologías de diagnóstico, control y prevención de las enfermedades infecciosas y parasitarias que afectan la concepción, gestación y período neonatal en especies de interés zootécnico.info:eu-repo/semantics/restrictedAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)2026-11-05T11:51:41Zoai:localhost:20.500.12123/28193instacron:INTAInstitucionalhttp://repositorio.inta.gob.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://repositorio.inta.gob.ar/oai/requesttripaldi.nicolas@inta.gob.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:l2026-11-05 11:51:41.728INTA Digital (INTA) - Instituto Nacional de Tecnología Agropecuariafalse
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Domínguez Moncla, Manuel
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Morrell, Eleonora Lidia
Giannitti, Federico
Armendano, Joaquín Ignacio
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EEA Balcarce
Fil: Louge Uriarte, Enrique Leopoldo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Louge Uriarte, Enrique Leopoldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Gonzalez, Ramon Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Gonzalez, Ramon Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Massó, Mariana. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Massó, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Carrera Paez, Laura. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Carrera Paez, Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Domínguez Moncla, Manuel. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Domínguez Moncla, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Donis, Nicolás. Universidad de Buenos Aires (UBA). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Donis, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Malena, Rosana Claudia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Malena, Rosana Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Mendez, Maria Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Mendez, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Morrell, Eleonora Lidia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Morrell, Eleonora Lidia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentin
Fil: Giannitti, Federico. Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA); Uruguay
Fil: Armendano, Joaquín Ignacio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Departamento de Fisiopatología; Argentina
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Fil: Quiroga, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina
Fil: Moreira, Ana Rita. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
Fil: Moreira, Ana Rita. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Instituto de Innovación para la Producción Agropecuaria y Desarrollo Sostenible; Argentina
description Escherichia coli is an important cause of septicemia (SEPEC) and neonatal meningitis (NMEC) in dairy calves. However, the diversity of virulence profiles, phylogroups, antimicrobial resistance patterns, carriage of integron structures, and fluoroquinolone (FQ) resistance mechanisms have not been fully investigated. Also, there is a paucity of knowledge about the virulence profiles and frequency of potential SEPEC in feces from calves with or without diarrhea. This study aimed to characterize the virulence potential, phylogroups, antimicrobial susceptibility, integron content, and FQ-resistance mechanisms in Escherichia coli isolated from calves with meningitis and septicemia. Additionally, the virulence genes (VGs) and profiles of E. coli isolated from diarrheic and nondiarrheic calves were compared between them and together with NMEC and SEPEC in order to identify shared profiles. Tissue and fluid samples from eight dairy calves with septicemia, four of which had concurrent meningitis, were processed for bacteriology and histopathology. Typing of VGs was assessed in 166 isolates from diverse samples of each calf. Selected isolates were evaluated for antimicrobial susceptibility by the disk diffusion test. Phylogroups, integron gene cassettes cartography, and FQ-resistance determinants were analyzed by PCR, sequencing, and bioinformatic tools. Furthermore, 109 fecal samples and 700 fecal isolates from dairy calves with or without diarrhea were evaluated to detect 19 VGs by uniplex PCR. Highly diverse VG profiles were characterized among NMEC and SEPEC isolates, but iucD was the predominant virulence marker. Histologic lesions in all calves supported their pathogenicity. Selected isolates mainly belonged to phylogroups A and C and showed multidrug resistance. Classic (dfrA17 and arr3-dfrA27) and complex (dfrA17-aadA5::ISCR1::blaCTX-M-2) class 1 integrons were identified. Target-site mutations in GyrA (S83L and D87N) and ParC (S80I) encoding genes were associated with FQ resistance. The VGs detected more frequently in fecal samples included f17G (50%), papC (30%), iucD (20%), clpG (19%), eae (16%), and afaE-8 (13%). Fecal isolates displaying the profiles of f17 or potential SEPEC were found in 25% of calves with and without diarrhea. The frequency of E. coli VGs and profiles did not differ between both groups (p > 0.05) and were identical or similar to those found in NMEC and SEPEC. Overall, multidrug-resistant E. coli isolates with diverse VG profiles and belonging to phylogroups A and C can be implicated in natural cases of meningitis and septicemia. Their resistance phenotypes can be partially explained by class 1 integron gene cassettes and target-site mutations in gyrA and parC. These results highlight the value of antimicrobial resistance surveillance in pathogenic bacteria isolated from food-producing animals. Besides, calves frequently shed potential SEPEC in their feces as commensals (“Trojan horse”). Thus, these bacteria may be disseminated in the farm environment, causing septicemia and meningitis under predisposing factors.
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