<<<  Back

2022, № 94

UDC: 619:577.21:61507:579:636.2
GSNTI: 68.41.35

Genetic markers of antibiotic resistance of Streptococcus spp. and Staphylococcus spp. isolated from various biotopes of livestock production objects

The purpose of this work is to determine antibiotic susceptibility and genetic markers of antibiotic resistance of Streptococcus spp. and Staphylococcus spp. isolates, obtained from various biological samples of cattle and environmental objects of agricultural organizations of the Ural region. Overall, 606 microbiological (determination of antibiotic susceptibility) and 562 PCR studies (determination of marker genes of antibiotic resistance) of biomaterial samples from cows and calves, as well as swabs from environmental objects were carried out between 2017 and 2021. The study isolated Staphylococcus aureus (62.1%) and Streptococcus spp. (23.6%), Staphylococcus epidermidis (10.8%) and Staphylococcus saprophyticus (3.2%), Streptococcus uberis (single). 90.9% of isolates of Staphylococcus aureus bacteria and 87.0% of Staphylococcus epidermidis showed resistance properties to penicillin-type antibiotics, macrolides and fluoroquinolones. Resistance of isolates to chloramphenicol, vancomycin, rifampicin was estimated, but in accordance with regulatory documents these drugs cannot be used to treat infectious animal diseases. The genomes of coccal bacteria were detected in 75.6% of cases by PCR method. Resistance to macrolides, lincosamides, streptogramins was due to the presence of ErmB genes in Staphylococcus spp. - 24.9%, in Streptococcus agalactiae - 18.2%, in Streptococcus spp. - 4.7%. The mecA gene is responsible for resistance to 2nd generation cephalosporins, this gene was identified in 8.0% of cases in Staphylococcus aureus. A wide distribution of coccal group bacteria resistant to antibiotics in the biotopes of animal husbandry objects has been established. Phenotypic and molecular-genetic manifestations of antibiotic resistance in representatives of Staphylococcus spp. and Streptococcus spp. were investigated as well.
Keywords: Antibiotic resistance, marker genes, DNA, Streptococcus spp, Staphylococcus spp, biological material, antibacterial drugs, isolates.
DOI: 10.21515/1999-1703-94-195-202

References:

1. Artemieva, O. A. PSX-B-21 Diagnosis of early mastitis in dairy cows: Somatic cells and bacterial pathogen measuring / O. A. Artemieva, D. A. Nikanova, A. A. Kositsin [et al.] // Journal of Animal Science. - 2021. - Vol. 99. - No. S3. - P. 269-270. - DOI 10.1093/jas/skab235.494.
2. Ильченко, Е. Л. Исследование резистентности бактерий класса staphylococcus к антибиотикам широкого спектра / Е. Л. Ильченко, Ю. А. Смирнова // В сборнике: Новые задачи современной медицины. - Матер. V Междунар. науч. конф. - 2018. - С. 28-35.
3. Obukhova, O. V. Dynamics of potentially pathogenic microflora of the water and pike perch in the Volga Delta / O. V. Obukhova, L. V. Lartseva, L. M. Vasilyeva, V. V. Volodina // Contemporary Problems of Ecology. - 2017. - Vol. 10. - No 5. - P. 563-574. - DOI 10.1134/S1995425517050109.
4. Исакова, М. Н. Оценка состояния здоровья молочной железы коров по показателям качества молока / М. Н. Исакова, О. Е. Лиходеевская, А. В. Бюллер [и др.] // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. - 2018. - № 4. - С. 122-125.
5. Sharkova, V. A. Genetically caused pathogenicity and antibiotic resistance of the Staphylococcus spp. strains / V. A. Sharkova, E. F. Layman, M. E. Mazur // Pacific Medical Journal. - 2014 - No. 3 - Р. 46-49.
6. Шкуратова, И. А. Программы контроля инфекционных факторов, влияющих на репродуктивную функцию высокопродуктивных молочных коров / И. А. Шкуратова, Е. Н. Шилова, О. В. Соколова [и др.] // Ветеринария и кормление. - 2020. - No. 2. - С. 54-57.
7. Диагностика, профилактика и лечение факторных бактериальных инфекционных болезней животных / А. А. Шевченко, О. Ю. Чер-ных, А. Г. Кощаев [и др.]. - Краснодар-Москва: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2019. - 143 с. - DOI 10.21515/19-2-06.02-005.
8. Закиров, И. И. Антибиотикорезистентность Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa на модели муковисцидоза как хронического заболевания бронхолегочной системы / И. И. Закиров, Э. Р. Кадырова, А. И. Сафина [и др.] // Педиатрия. Журнал им. Г. Н. Сперанского. - Т. 97. - No. 2. - 2018. - С. 176-186.
9. Степаненко, И. С. Исследование чувствительности Streptococcus pyogenes, выделенных из зева, к традиционным антибиотикам / И. С. Степаненко, Ю. А. Костина, А. А. Батаршева [и др.] // Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - No. 6 (60). - Часть 2. - С. 31-35.
10. Koba, I. S. Prevention of mastitis in dairy cows on industrial farms / I. S. Koba, A. A. Lysenko, A. G. Koshchaev et al. // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - 2018. - V. 10. - No.10. - P. 2582-2585.
11. Krivonogova, A. S. Methodology for compiling a microbial resistance passport for dairy farms / A. S. Krivonogova, I. M. Donnik, A. G. Isaeva et al. // Agrarian Bulletin of the Urals. - 2020. - No. 9(200). - P. 42-47.
12. Степанов, А. С. Резистентность различных серогрупп Streptococcus spp. к антимикробным препаратам / А. С. Степанов, Н. В. Васильева, Е. С. Щербина [и др.] // Проблемы медицинской микологии. - 2018. - Т. 20. - № 4. - С. 55-58.
13. Ефименко, Т. А. Современное состояние проблемы антибиотикорезистентности патогенных бактерий / Т. А. Ефименко, Л. П. Терехова, О. В. Ефременкова // Антибиотики и химиотерапия. - 2019. - 64(5-6) - C. 64-68. https://doi.org/10.24411/0235-2990-2019-100033.
14. Хохлова, О. Е. Микробиологический мониторинг гнойных осложнений у ожоговых больных и молекулярно-генетические особенности метициллинрезистентных Staphylococcus aureus (MRSA) / О. Е. Хохлова, О. В. Перьянова, И. В. Владимиров [и др.] // Антибиотики и Химиотерапия. - 2017. - 62(9-10). - С. 27-33.
15. Донник, И. М. Структура условно-патогенной микрофлоры на животноводческих предприятиях различного профиля / И. М. Донник, А. С. Кривоногова, Н. Б. Мусихина [и др.] // Ветеринария Кубани. - 2019. - № 5. - С. 18-21.
16. Khan, M. F. Brief History of Staphylococcus aureus: A Focus to Antibiotic Resistance / M. F. Khan // EC Microbiology. - 2017. - No. 5. - P. 36-39.
17. МУ 4.2.1890-04 4.2. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации - Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г. Г. Онищенко 4 марта 2004 г. https://docs.cntd.ru/document/1200038583.
18. Lakhundia, S. Methicillin-resistant staphylococcus aureus: molecular characterization, evolution, and epidemiology / S. Lakhundia, K. Zhang // Clin. Microbiol. Rev. - 2018. - V. 31 (4). - P. 1-51.
19. Wencewicz, T. A. Crossroads of Antibiotic Resistance and Biosynthesis. J Mol Biol. 2019. - 431(18). - Р. 3370-3399. DOI: 10.1016/j.jmb.2019.06.033.
20. Pitiriga, V. The Impact of Antibiotic Stewardship Programs in Combating Quinolone Resistance: A Systematic Review and Recommendations for More Efficient Interventions / V. Pitiriga, G. Vrioni, G. Saroglou, A. Tsakris // Adv Ther. - 2017. - No. 34(4). - Р. 854-865. Doi: 10.1007/s12325-017-0514-y.

Authors:

1. Bezborodova Natalia Aleksandrovna, Phd in Veterinary, senior researcher, FSBSI “Ural Federal Agrarian Scientific Research Centre, Ural Branch of Russian Academy of Sciences”.
2. Kozhukhovskaya Veronika Valentinovna, junior researcher, FSBSI “Ural Federal Agrarian Scientific Research Centre, Ural Branch of Russian Academy of Sciences”.
3. Sokolova Olga Vasil'yevna, DSc in Veterinary, senior researcher, FSBSI “Ural Federal Agrarian Scientific Research Centre, Ural Branch of Russian Academy of Sciences”.
4. Zaitseva Olga Sergeyevna, Phd in Veterinary, senior researcher, FSBSI “Ural Federal Agrarian Scientific Research Centre, Ural Branch of Russian Academy of Sciences”.
5. Krivonogova Anna Sergeyevna, DSc in Biology, leading researcher, FSBSI “Ural Federal Agrarian Scientific Research Centre, Ural Branch of Russian Academy of Sciences”.
6. Zubareva Vladlena Dmitriyevna, postgraduate, senior specialist, FSBSI “Ural Federal Agrarian Scientific Research Centre, Ural Branch of Russian Academy of Sciences”.