Genetic diversity and virulence genes in Streptococcus uberis strains isolated from bovine mastitis

Abstract

ResumoA mastite é uma das doenças infecciosas mais onerosas em bovinos leiteiros em todos os continentes. Trata-se de uma doença de cunho multifatoral causada por diferentes microrganismos, incluindo vírus, leveduras, algas, parasitas e várias espécies de bactérias. Entre as bactérias, Streptococcus uberis destacase como um importante agente ambiental, responsável por uma grande variedade de infecções clínicas e subclínicas da glândula mamária, especialmente em sistemas de produção intensivos. Apesar da crescente importância de S. uberis na etiologia da mastite bovina, existem poucos estudos sobre a diversidade populacional e fatores de virulência deste patógeno em rebanhos leiteiros brasileiros.Os objetivos do presente estudo foram investigar as características de virulência e a epidemiologia molecular de S. uberis isolados de mastite bovina em rebanhos brasileiros, utilizando-se a PCR e a eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). Para tal, 46 amostras de S. uberis isoladas de mastite bovina em 26 rebanhos leiteiros de uma mesma mesorregião brasileira foram avaliadas quanto à diversidade populacional por eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE), utilizando-se a enzima Smal. Além disso, foi realizada PCR para detectar os genes de virulência pauA e skc, que codificam ativadores de plasminogênio, e do gene sua, que codifica uma proteína de adesão às celulas epiteliais da glândula mamária. Nossos resultados mostraram uma alta diversidade genética na população estudada, com vários padrões de PFGE, e uma elevada frequência dos genes de virulência pesquisados: sua (100%), pauA (91%) e skc (91%). A alta frequência dos genes skc, pauA e sua sugere a importância destes fatores de virulência para S. uberis na colonização da glândula mamária bovina. Estudos moleculares e genéticos sobre este agente podem contribuir muito para melhorar o conhecimento sobre a patogenia, permitindo identificar moléculas que tenham papel relevante no estabelecimento da infecção, fornecendo informações importantes para a adoção de medidas mais eficazes para a prevenção e o controle da mastite bovina. AbstractMastitis is one of the most common and costly infectious diseases in dairy cattle worldwide. This is a multifactorial illness caused by different microorganisms, including virus, yeasts, algae, parasites, and several species of bacteria. Among these bacteria, Streptococcus uberis is an important environmental pathogen that is responsible for a large range of clinical and subclinical mammary infections, especially in intensively managed herds. Despite the increasing importance of this pathogen in the etiology of bovine mastitis, data on its virulence and diversity in Brazilian dairy herds are scarce. The aims of the present study were to investigate the virulence characteristics of S. uberis isolated from bovine mastitis and to assess the molecular epidemiology of the Brazilian isolates using pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). In this work, 46 strains of S. uberis isolated from bovine mastitis from 26 Brazilian dairy herds were ...

Genotyping ofStreptococcus uberisisolates in healing process of bovine clinical mastitis

“…Indeed, the heterogeneity of PFGE patterns in one hand and the close relationship among other strains on the other hand (Fig. 1) confirm the epidemiological role of S. uberis in mastitis induction via cow-to-cow transmission in agreement with previous reports [1], [6]. However, this suggestion counteracts the widespread believe that S. uberis infections usually result from environmental infections [2], [8], [12], [17].…”

“…In the present work, all involved field isolates (n = 47) were identified phenotypically as well as genotypically as S. uberis . For the typing of isolates at their strain level, PFGE was used due to its high discriminatory index in distinguishing field strains of S. uberis as recommended previously [1], [19] This was confirmed by the delivered data in the present work where a weak relationship among the detected genotypic profiles could be noticed. The data showed that S. uberis isolated from different herds belonged to different genotypic groups with various sets of PFGE patterns.…”

“…The disease can be induced by more than 150 different bacterial species and subspecies. One of the most frequent environmental pathogens inducing bovine mastitis in dairy herds with an increasing tendency worldwide is the Streptococcus (S.) uberis [1]. Control programs concerning contagious mastitis pathogens were successfully performed in well-managed dairy herds [2].…”

The Role of Streptococcus spp. in Bovine Mastitis

“…skC is another gene which codes for a plasminogen activator. A study by Loures in Brazil has shown that this gene, along with pauA, is highly conserved between different strains of S. uberis [57].…”

Comparison of the population structure of Streptococcus uberis mastitis isolates from Austrian small-scale dairy farms and a Slovakian large-scale farm

“…Consistent with its environmental origin, many authors have reported a high level of Strep. uberis diversity within investigated herds (Douglas et al, 2000;Khan et al, 2003;McDougall et al, 2004;Tomita et al, 2008;Haenni et al, 2010;Lasagno et al, 2011;Lundberg et al, 2014;Reinoso et al, 2015;Loures et al, 2017). Some Strep.…”