Published November 25, 2016 | Version v1
Publication Open

Genetic elements associated with antimicrobial resistance among avian pathogenic Escherichia coli

Creators

  • 1. Mansoura University

Description

Avian-pathogenic Escherichia coli (APEC) are pathogenic strains of E. coli that are responsible for one of the most predominant bacterial disease affecting poultry worldwide called avian colibacillosis. This study describes the genetic determinants implicated in antimicrobial resistance among APEC isolated from different broiler farms in Egypt. A total of 116 APEC were investigated by serotyping, antimicrobial resistance patterns to 10 antimicrobials, and the genetic mechanisms underlying the antimicrobial-resistant phenotypes. Antibiogram results showed that the highest resistance was observed for ampicillin, tetracycline, nalidixic acid, and chloramphenicol. The detected carriage rate of integron was 29.3% (34/116). Further characterization of gene cassettes revealed the presence gene cassettes encoding resistance to trimethoprim (dfrA1, dfrA5, dfrA7, dfrA12), streptomycin/spectinomycin (aadA1, aadA2, aadA5, aadA23), and streptothricin (sat2). To our knowledge, this the first description of the presence of aadA23 in APEC isolates. Analysis of other antimicrobial resistance types not associated with integrons revealed the predominance of resistance genes encoding resistance to tetracycline (tetA and tetB), ampicillin (bla TEM), chloramphenicol (cat1), kanamycin (aphA1), and sulphonamide (sul1 and sul2). Among ciprofloxacin-resistant isolates, the S83L mutation was the most frequently substitution observed in the quinolone resistance-determining region of gyrA (56.3%). The bla TEM and bla CTX−M−1 genes were the most prevalent among APEC isolates producing extended-spectrum beta-lactamase (ESβL). These findings provided important clues about the role of integron-mediated resistance genes together with other independent resistance genes and chromosomal mutations in shaping the epidemiology of antimicrobial resistance in E. coli isolates from poultry farms in Egypt.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الإشريكية القولونية المسببة للأمراض للطيور (APEC) هي سلالات مسببة للأمراض من الإشريكية القولونية المسؤولة عن أحد أكثر الأمراض البكتيرية انتشارًا التي تصيب الدواجن في جميع أنحاء العالم والتي تسمى داء العصيات القولونية للطيور. تصف هذه الدراسة المحددات الوراثية المتورطة في مقاومة مضادات الميكروبات بين APEC المعزولة من مزارع الدجاج اللاحم المختلفة في مصر. تم فحص ما مجموعه 116 APEC من خلال التنميط المصلي، وأنماط مقاومة مضادات الميكروبات إلى 10 مضادات ميكروبات، والآليات الوراثية الكامنة وراء الأنماط الظاهرية المقاومة لمضادات الميكروبات. أظهرت نتائج المضادات الحيوية أن أعلى مقاومة لوحظت للأمبيسلين والتتراسيكلين وحمض الناليديكسيك والكلورامفينيكول. كان معدل النقل المكتشف للاندغرون 29.3 ٪ (34/116). كشف المزيد من توصيف أشرطة الجينات عن وجود أشرطة جينية تشفر مقاومة ثلاثي ميثوبريم (dfrA1، dfrA5، dfrA7، dfrA12)، ستربتومايسين/سبيكتينومايسين (aadA1، aadA2، aadA5، aadA23)، وستربتوثريسين (sat2). على حد علمنا، هذا هو الوصف الأول لوجود aadA 23 في عزلات APEC. كشف تحليل أنواع مقاومة مضادات الميكروبات الأخرى غير المرتبطة بالاندماجونات عن هيمنة جينات المقاومة التي تشفر مقاومة التتراسيكلين (tetA و tetB)، والأمبيسلين (bla TEM)، والكلورامفينيكول (cat1)، والكاناميسين (aphA1)، والسلفوناميد (sul1 و sul2). من بين العزلات المقاومة للسيبروفلوكساسين، كانت طفرة S83L هي الاستبدال الأكثر شيوعًا الذي لوحظ في منطقة تحديد مقاومة الكينولون في gyrA (56.3 ٪). كانت جينات BLA TEM و BLA CTX-M-1 هي الأكثر انتشارًا بين عزلات APEC التي تنتج بيتا لاكتاماز ممتد الطيف (ESβL). قدمت هذه النتائج أدلة مهمة حول دور جينات المقاومة بوساطة التكامل جنبًا إلى جنب مع جينات المقاومة المستقلة الأخرى والطفرات الكروموسومية في تشكيل وبائيات مقاومة مضادات الميكروبات في عزلات الإشريكية القولونية عن مزارع الدواجن في مصر.

Translated Description (French)

Escherichia coli pathogène pour les oiseaux (APEC) sont des souches pathogènes d'E. coli qui sont responsables de l'une des maladies bactériennes les plus prédominantes affectant les volailles dans le monde, appelée colibacillose aviaire. Cette étude décrit les déterminants génétiques impliqués dans la résistance aux antimicrobiens parmi l'APEC isolée de différentes fermes de poulets de chair en Égypte. Au total, 116 APEC ont été étudiées par sérotypage, les modèles de résistance aux antimicrobiens à 10 antimicrobiens et les mécanismes génétiques sous-jacents aux phénotypes résistants aux antimicrobiens. Les résultats de l'antibiogramme ont montré que la résistance la plus élevée a été observée pour l'ampicilline, la tétracycline, l'acide nalidixique et le chloramphénicol. Le taux de portage détecté de l'intégron était de 29,3 % (34/116). Une caractérisation plus poussée des cassettes de gènes a révélé la présence de cassettes de gènes codant pour la résistance au triméthoprime (dfrA1, dfrA5, dfrA7, dfrA12), à la streptomycine/spectinomycine (aadA1, aadA2, aadA5, aadA23) et à la streptothricine (sat2). À notre connaissance, il s'agit de la première description de la présence de aadA23 dans les isolats de l'APEC. L'analyse d'autres types de résistance aux antimicrobiens non associés aux intégrons a révélé la prédominance des gènes de résistance codant pour la résistance à la tétracycline (tétA et tétB), à l'ampicilline (bla TEM), au chloramphénicol (cat1), à la kanamycine (aphA1) et au sulfonamide (sul1 et sul2). Parmi les isolats résistants à la ciprofloxacine, la mutation S83L était la substitution la plus fréquemment observée dans la région déterminant la résistance aux quinolones de gyrA (56,3 %). Les gènes bla TEM et bla CTX−M−1 étaient les plus répandus parmi les isolats de l'APEC produisant de la bêta-lactamase à spectre étendu (ESβL). Ces résultats ont fourni des indices importants sur le rôle des gènes de résistance à médiation par intégrons ainsi que d'autres gènes de résistance indépendants et des mutations chromosomiques dans la formation de l'épidémiologie de la résistance aux antimicrobiens dans les isolats d'E. coli provenant d'élevages de volailles en Égypte.

Translated Description (Spanish)

La Escherichia coli patógena aviar (APEC) son cepas patógenas de E. coli que son responsables de una de las enfermedades bacterianas más predominantes que afectan a las aves de corral en todo el mundo llamada colibacilosis aviar. Este estudio describe los determinantes genéticos implicados en la resistencia a los antimicrobianos entre los APEC aislados de diferentes granjas de pollos de engorde en Egipto. Se investigó un total de 116 APEC mediante serotipado, patrones de resistencia antimicrobiana a 10 antimicrobianos y los mecanismos genéticos subyacentes a los fenotipos resistentes a los antimicrobianos. Los resultados del antibiograma mostraron que la mayor resistencia se observó para la ampicilina, la tetraciclina, el ácido nalidíxico y el cloranfenicol. La tasa de transporte detectada del integrón fue del 29,3% (34/116). La caracterización adicional de los casetes génicos reveló la presencia de casetes génicos que codifican la resistencia a trimetoprim (dfrA1, dfrA5, dfrA7, dfrA12), estreptomicina/espectinomicina (aadA1, aadA2, aadA5, aadA23) y estreptotricina (sat2). Hasta donde sabemos, esta es la primera descripción de la presencia de aadA23 en aislados de APEC. El análisis de otros tipos de resistencia antimicrobiana no asociados con los integrones reveló el predominio de genes de resistencia que codifican la resistencia a la tetraciclina (tetA y tetB), ampicilina (bla TEM), cloranfenicol (cat1), kanamicina (aphA1) y sulfonamida (sul1 y sul2). Entre los aislados resistentes a la ciprofloxacina, la mutación S83L fue la sustitución más frecuente observada en la región determinante de la resistencia a las quinolonas de gyrA (56,3%). Los genes bla TEM y bla CTX−M−1 fueron los más prevalentes entre los aislados de APEC que producen beta-lactamasa de espectro extendido (ESβL). Estos hallazgos proporcionaron pistas importantes sobre el papel de los genes de resistencia mediados por integrones junto con otros genes de resistencia independientes y mutaciones cromosómicas en la conformación de la epidemiología de la resistencia antimicrobiana en aislados de E. coli de granjas avícolas en Egipto.

Files

s12941-016-0174-9.pdf

Files (983.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e3a08c5e6e62d03cf2dac3b6938b9fc0
983.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
العناصر الوراثية المرتبطة بمقاومة مضادات الميكروبات بين الإشريكية القولونية المسببة للأمراض في الطيور
Translated title (French)
Éléments génétiques associés à la résistance aux antimicrobiens chez les Escherichia coli pathogènes aviaires
Translated title (Spanish)
Elementos genéticos asociados a resistencia antimicrobiana entre Escherichia coli patógena aviar

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2554966327
DOI
10.1186/s12941-016-0174-9

Is supplement to
https://openalex.org/W4253759957 (Other)
https://openalex.org/W2779035091 (Other)
https://openalex.org/W2416419062 (Other)
https://openalex.org/W2168647298 (Other)
https://openalex.org/W2162158529 (Other)
https://openalex.org/W2117652052 (Other)
https://openalex.org/W2039260660 (Other)
https://openalex.org/W1997808887 (Other)
https://openalex.org/W1988796642 (Other)
https://openalex.org/W1980292553 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1967620589
  • https://openalex.org/W1974067356
  • https://openalex.org/W1974142190
  • https://openalex.org/W1977739800
  • https://openalex.org/W1983418915
  • https://openalex.org/W1991253774
  • https://openalex.org/W1996631741
  • https://openalex.org/W2008988318
  • https://openalex.org/W2009036129
  • https://openalex.org/W2035877597
  • https://openalex.org/W2046951212
  • https://openalex.org/W2069436143
  • https://openalex.org/W2084207931
  • https://openalex.org/W2087979395
  • https://openalex.org/W2097304078
  • https://openalex.org/W2099543795
  • https://openalex.org/W2104620113
  • https://openalex.org/W2106753350
  • https://openalex.org/W2113532719
  • https://openalex.org/W2113790776
  • https://openalex.org/W2116651857
  • https://openalex.org/W2118558073
  • https://openalex.org/W2125315842
  • https://openalex.org/W2130704985
  • https://openalex.org/W2133487272
  • https://openalex.org/W2136494680
  • https://openalex.org/W2142343447
  • https://openalex.org/W2146288504
  • https://openalex.org/W2147107617
  • https://openalex.org/W2149549082
  • https://openalex.org/W2151378643
  • https://openalex.org/W2151980628
  • https://openalex.org/W2153920729
  • https://openalex.org/W2155948652
  • https://openalex.org/W2156473120
  • https://openalex.org/W2164951804
  • https://openalex.org/W2341432280
  • https://openalex.org/W293727055
  • https://openalex.org/W77040350