Orientador: Antonio Nader Filho / Banca: Luiz Augusto do Amaral / Banca: Elisabeth Loshchagin Pizzolitto / Resumo: Estudou-se 94 estirpes de Staphylococcus aureus obtidas do leite de vacas com mastite subclínica em duas propriedades rurais no estado de São Paulo. Essas estirpes foram caracterizadas fenotipicamente quanto a produção de biofilmes pelos testes do agar vermelho congo e pelo teste de aderência em microplacas e também foram genotipicamente identificadas pela presença dos genes icaA e icaD responsáveis pela produção do polissacarídeo de adesão intercelular. Além disso, todas as estirpes foram também submetidas ao teste de sensibilidade aos antimicrobianos. Os resultados obtidos revelaram que 85% das estirpes produziram biofilmes "in vitro" para o teste do agar vermelho congo. No teste de aderência em placas foi verificado que 98,9% das estirpes produziram biofilme, devido a forte aderência nas placas de polietileno. A presença dos genes icaA e icaD foi encontrada em 95,7% das estirpes de S. aureus. No antibiograma foi observado que sete estirpes foram resistentes aos seguintes antimicrobianos: cloranfenicol, clindamicina, eritromicina, gentamicina, oxacilina e penicilinaG, sendo que as maiores resistências ocorreram frente a gentamicina (2,2%) e a penicilina G (6,6%). Na avaliação dos testes fenotípicos com os genotípicos o teste de aderência em microplacas foi o mais sensível (100%), sendo indicado para identificar estirpes produtoras de biofilmes. Todos os testes, com exceção do antibiograma, foram estatisticamente significativos (p<0,05). / Abstract: 94 Staphylococcus aureus strains obtained from milk samples of cows suffering from subclinical mastitis in dairy herd, in two properties, in the state of São Paulo were evaluated. These strains were characterized by the in vitro slime production on the Congo red agar, biofilm formation and by the presence of icaA and icaD genes which are responsible for the intercellular adhesion. All strains were too subjected to in vitro susceptibility to 12 different antibiotics. The results revealed that 85% of isolates tested produced slime on the Congo red agar and 98,9% of the isolates produced biofilm in vitro by the adherence in sterile 96-well "U" bottom polystyrene tissue culture plates. 95,7% of isolates possessed the icaA and icaD genes. The results of in vitro antibiotic susceptibility assay to 12 different antibiotics revealed that seven isolates were resistance to follow antibiotics: clorphenicol, clindamicin, erythromycin, gentamicin, oxacillin and penicillin, the higher resistance occurred to penicillin (6,6%) and gentamicin (2,2%). In the study of phenotypic tests compared with genotypic test, the 96-well polystyrene tissue culture plates assay was the most sensitivity (100%) and is recommended with genotypic test for the investigation biofilm formation in S. aureus. All the tests, exception of antibiotic susceptibility assay were statistically significant (p<005). / Mestre

Orientador: Helio Langoni / Resumo: A medicina veterinária, além de atuar diretamente na sanidade animal, age também na saúde humana, por meio de atividades de inspeção sanitária de alimentos, vigilância epidemiológica, sanitária e ambiental, atividades de orientação e educação em saúde no que diz respeito à saúde pública e zoonoses. Dentre as diversas zoonoses, algumas são mais frequentes em pequenas propriedades rurais de bovinocultura leiteira, devido às condições ambientais e de manejo favoráveis aos agentes etiológicos e vetores, além do acesso limitado à informação técnica acerca da medicina veterinária preventiva. O presente trabalho teve por objetivos analisar a realidade local de propriedades rurais bem como os métodos de educação em saúde (tradicional e dialógico), bem como propor uma nova perspectiva na educação em saúde veterinária. Foram envolvidas 37 pequenas propriedades rurais no interior do estado de São Paulo. Os dados foram obtidos por meio de aplicação de questionário, observação e prática de atividades de educação em saúde, no modelo dialógico. Primeiramente, observou-se grande distanciamento dos produtores frente ao médico veterinário, relacionando a imagem do profissional à fiscalização, acarretando em baixa adesão. O questionário indicou perfil de baixa produção, baixa tecnificação e baixa especialização, bem como deficiência com relação as medidas preventivas contra doenças zoonóticas. Quanto às atividades educativas, não houve adesão nas práticas tradicionais. No entanto as atividades ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Veterinary Medicine acts directly on the animal health and also on human health through activities of sanitary inspection of food, epidemiological surveillance, health and environmental measures of guidance and education in public health concerns and zoonoses. Among various zoonoses some are more frequently observed in small properties of dairy farming, due to favorable environmental and handling conditions for agents etiological and vectors as well as limited access to information. The lack of knowledge about these diseases by the rural population, where technical information is more scarce or deficient, alert to the need for accessibility to this technical knowledge addressed in a diversified, respectful and effective way. This work has an objective aims to analyze the local reality of rural properties as well as the methods of health education (traditional and dialogical), as well as propose a new perspective in veterinary health education. Small farms were used in the interior of the state of São Paulo. The data were obtained by means of a questionnaire, observation, and practice of health education activities, in both methods of health education afore mentioned. Firstly, there was a great distance from the producers in relation to the veterinarian, relating the image of the professional to the inspection, resulting in low adherence. The questionnaire indicated a low production, technification and specialization profile, as little attention well as low rates of preventive... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O Brasil é o quinto maior produtor de leite do mundo, entretanto sua produtividade é considerada baixa. Um dos motivos desta baixa produtividade é a alta incidência da mastite no rebanho. A mastite é a reação inflamatória da glândula mamária, causada principalmente pela invasão e ação de espécies de micro-organismos patogênicos. O principal tratamento consiste no uso de antibióticos de aplicação intramamária. Entretanto, o uso constante de antibióticos apresenta problemas graves como o surgimento de cepas de bactérias resistentes e a presença de resíduos destes medicamentos no leite. Para reduzir esses problemas, formas alternativas de prevenção e tratamento da mastite têm sido estudadas, como o uso de preparações contendo espécies probióticas. Pesquisas recentes têm demonstrado o potencial de algumas destas espécies no tratamento e prevenção da mastite bovina tendo em vista sua atividade inibitória sobre os patógenos responsáveis por esta infecção. Desta forma, a proposta deste estudo foi desenvolver e avaliar a estabilidade de uma preparação probiótica na forma de emulsão de aplicação intramamária contendo 108 UFC/mL de um \"pool\" constituído de cinco cepas de Lactobacillus (L. acidophilus ATCC 4356, L. casei ATCC 7469, L. fermentum ATCC 9338, L. plantarum ATCC 8014 e L. paracasei Nestlé ST11). Para tanto, 12 formulações de emulsão base foram desenvolvidas e avaliadas em ensaios preliminares de estabilidade (centrifugação e estresse térmico), sendo a formulação contendo monestearato de glicerila, lanolina anidra, óleo mineral, Tween 80® e Spam 80® selecionada para formulação da preparação probiótica. Adicionalmente, selecionou-se como agente conservante sorbato de potássio visando aumentar a vida útil da preparação probiótica. A preparação, assim desenvolvida, foi submetida ao teste de estabilidade físico-químico por 90 dias a 50°C ± 2°C. Observou-se que o aspecto da preparação se manteve estável, mas com redução nos parâmetros pH, densidade e aumento na viscosidade. A manutenção da viabilidade dos Lactobacillus na preparação foi estudada em um ensaio de 120 dias, sendo avaliada a influência dos fatores: temperatura de estocagem, adição de sacarose e sorbato de potássio. Observou-se influência significativa da temperatura demonstrando a importância da refrigeração na manutenção na viabilidade dos Lactobacillus. Verificou-se também que, sob refrigeração, a adição de sacarose promoveu redução de 0,5 ciclo logarítmico em relação a população inicial de células viáveis. Observou-se redução do pH da preparação probiótica avaliada nestas condições. Estes resultados permitem concluir que a refrigeração da preparação é indispensável para a manutenção da viabilidade das bactérias probióticas. A adição de 2% de sacarose à preparação, mantida sob refrigeração, se mostrou eficiente na manutenção da população de células viáveis ao final de 120 dias de ensaio, contendo 108 UFC/g, característica desejável para um produto probiótico. / Brazil is the world\'s fifth largest milk producer, though its productivity has been considered low. One of the reasons for this low productivity is the high incidence of mastitis in the herd. Mastitis is the inflammation of the mammary gland, mainly caused by the invasion and action of pathogenic microorganisms. The treatment is accomplished through the use of intramammary application of antibiotics. However, the constant use of antibiotics has serious problems such as the emergence of resistant strains of bacteria and the presence of residues of these drugs in milk. To reduce these problems, alternative means of prevention and treatment of mastitis has been studied as the use of preparations containing probiotic species. Recent studies have demonstrated the potential of some of these species in the treatment and prevention of bovine mastitis due to their inhibitory activity on pathogen species responsible for the infection. Thus, the purpose of this study was to develop and evaluate the stability of probiotic preparation in the form of intramammary application emulsion containing 108 CFU/mL of five Lactobacillus strains (L. acidophilus ATCC 4356, L. casei ATCC 7469 L. fermentum ATCC 9338, ATCC 8014, L. plantarum and L. paracasei ST11 Nestle). Therefore, 12 basic emulsion formulations were developed and evaluated in preliminary tests for stability (thermal stress and centrifugation), and only one was selected. Additionally, potassium sorbate was selected as preservative in order to increase the shelf life of the preparation. The developed preparation was subjected to study the physicochemical stability for 90 days at 50 ° C ± 2 ° C. The results showed that the aspect of the preparation remained stable, but decreasing in pH and density and increasing in viscosity. The maintenance of the viability of the lactobacillus in the preparation was studied in a 120-day test, and flowing factors were considered: storage temperature, sucrose addition and the potassium sorbate addition. It was observed that there was significant differences in the temperature factor demonstrating the importance of cooling in maintaining the viability of Lactobacillus. It was also observed that sucrose decreased by 0,5 log cycle compared to initial population of viable cells in the refrigerated preparation. Regarding the pH, it was noted a decrease in the different formulations evaluated. These results show that the cooling of the preparation is indispensable for maintaining the viability of probiotic bacteria. The addition of 2% sucrose to the preparation proved efficient with a slower decrease in viability maintaining the population of viable cells at the end of the 120 days of the assay.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a ocorrência de cepas de Staphylococcus aureus no ambiente de ordenha, analisar seu perfil genético e a produção de biofilme, provenientes de 10 propriedades localizadas nas regiões de Franca e Ribeirão Preto, estado de São Paulo, Brasil. Foram analisadas 220 amostras de leite individual de vacas positivas no teste CMT (California Mastitis Test), 120 amostras de leite de tanque de expansão, 389 swabs de utensílios e equipamento relacionados com ordenha e 120 swabs de mãos de manipuladores. As coletas de amostras foram realizadas mensalmente durante o período de agosto/2010 a janeiro/2011. Das 849 amostras analisadas, 56 cepas de S. aureus (6,6%) foram isoladas, sendo 12 (5,4%) de leite individual de vacas, 26 (21,6%) de leite de tanque de expansão, 14 (3,6%) de utensílios e equipamentos e 4 (6,9%) de mãos de manipuladores. Os resultados indicam uma baixa prevalência de S. aureus nas propriedades analisadas, não havendo diferença significativa entre as frequências encontradas nas duas regiões analisadas. A técnica de PFGE (pulsed-field gel electrophoresis) permitiu identificar 31 perfis genéticos (pulsotipos), utilizando-se a enzima de restrição SmaI. Nos ensaios de produção de biofilmes em microplaca, 19 (63,3%) de 30 pulsotipos avaliados foram considerados produtores de biofilme. Nos ensaios conduzidos em aço inox, 13 (43,3%, N=30) foram positivos e, para o silicone, não houve produção de biofilme. O elevado percentual de isolados no leite de tanque de expansão evidencia um problema de saúde pública, considerando que no Brasil muitas vezes o leite é consumido sem pasteurização. A ocorrência de pulsitipos de S. aureus formadores de biofilmes indica a persistência do patógeno em diversos pontos no ambiente de ordenha, bem como provável envolvimento dos mesmos com casos de mastite e sua eliminação no leite, ressaltando a necessidade de práticas higiênicas para prevenir a formação de biofilmes nas propriedades estudadas. / The objective of the present study was to evaluate the occurrence of biofilm-producing strains of Staphylococcus aureus in the milking environment from 10 farms located in the regions of Franca and Ribeirão Preto, state of São Paulo, Brazil. Twohundred twenty samples of milk from individual cows previously tested for CMT (California Mastitis Test), 120 samples of bulk tank milk, 389 swabs of equipments and utensils related to milking and 120 swabs of milk\'s handlers hands were analyzed. A total of 56 (6.6%) S. aureus strains were isolated out of 849 samples analyzed, being 12 (5.4%) from milk samples from individual cows, 26 (21.6%) from bulk tank milk, 14 (3.6%) from swabs of equipments and utensils, and 4 (3.3%) from swabs hands of milk\'s handlers. Results indicated a low prevalence of S. aureus in the dairy farms analyzed, and there was no significant difference between the percentages found in the two regions evaluated. On the basis of PFGE results (using SmaI enzyme), 31 profiles (pulsotypes) were found. In the biofilm-production assay using microplates, 19 (63.3%) of 30 pulsotypes tested were considered positive (biofilm producers). For assays conducted in stainless steel, 13 (43.3%) of pulsotypes were biofilm producers, although no pulsotype was able to produce biofilms on the surface of silicon. Results of this trial showed a high percentage of bulk tank milk samples contaminated with S. aureus, hence indicating a public health problem especially in Brazil were milk is often consumed without pasteurization. The occurrence of S. aureus pulsotypes which were also biofilm-producers suggests the persistence of the pathogen in several sites at the milking environment, as well the probable involvement of S. aureus biofilms with mastitis and its excretion in the milk. The need for adoption of hygienic practices to prevent the formation of biofilms of S. aureus in the dairy farms evaluated is stressed.

Orientador: José Carlos de Figueiredo Pantoja / Banca: Hélio Langoni / Banca: Paulo Fernando Machado / Resumo: Os objetivos foram descrever e identificar fatores da cama associados à concentração bacteriana no leite e na cama, índices epidemiológicos de mastite e higiene animal em rebanhos alojados no sistema de compostagem. Três fazendas foram visitadas mensalmente durante um ano. Amostras foram colhidas do leite do tanque e de casos de mastite para exame microbiológico. Foram avaliados escores de limpeza do flanco, perna, teta e úbere. Amostras da cama foram coletadas para estimar concentrações bacterianas e características físico-químicas. Matéria orgânica, densidade e a relação carbono-nitrogênio foram associados a concentrações bacterianas na cama. A temperatura na camada profunda foi maior do que a da superfície, mas não o suficiente para diminuir substancialmente as concentrações de bactérias totais, estreptococos e coliformes na cama. Exceto em situações de erros de manejo, parâmetros como a temperatura, matéria orgânica, umidade, densidade e relação carbono-nitrogênio foram mantidas dentro de limites de controle durante o estudo. Coliformes e estreptococos ambientais foram os patógenos mais freqüentes isolados nos casos de mastite clínica. A prevalência de mastite causada por patógenos ambientais que podem causar surtos de mastite intratável não foi preocupante. Surtos de mastite ambiental não foram observados. Os resultados do presente estudo indicam que níveis baixos de umidade e densidade da cama estão associados a diminuição do risco de mastite clínica e melhora da limpeza dos animais, respectivamente. Os resultados desta pesquisa podem ser usados para reduzir o risco de mastite de animais alojados em sistema de compostagem / Abstract: Os objetivos foram descrever e identificar fatores da cama associados à concentração bacteriana no leite e na cama, índices epidemiológicos de mastite e higiene animal em rebanhos alojados no sistema de compostagem. Três fazendas foram visitadas mensalmente durante um ano. Amostras foram colhidas do leite do tanque e de casos de mastite para exame microbiológico. Foram avaliados escores de limpeza do flanco, perna, teta e úbere. Amostras da cama foram coletadas para estimar concentrações bacterianas e características físico-químicas. Matéria orgânica, densidade e a relação carbono-nitrogênio foram associados a concentrações bacterianas na cama. A temperatura na camada profunda foi maior do que a da superfície, mas não o suficiente para diminuir substancialmente as concentrações de bactérias totais, estreptococos e coliformes na cama. Exceto em situações de erros de manejo, parâmetros como a temperatura, matéria orgânica, umidade, densidade e relação carbono-nitrogênio foram mantidas dentro de limites de controle durante o estudo. Coliformes e estreptococos ambientais foram os patógenos mais freqüentes isolados nos casos de mastite clínica. A prevalência de mastite causada por patógenos ambientais que podem causar surtos de mastite intratável não foi preocupante. Surtos de mastite ambiental não foram observados. Os resultados do presente estudo indicam que níveis baixos de umidade e densidade da cama estão associados a diminuição do risco de mastite clínica e melhora da limpeza dos animais, respectivamente. Os resultados desta pesquisa podem ser usados para reduzir o risco de mastite de animais alojados em sistema de compostagem / Mestre

A mastite é o processo inflamatório da glândula mamária que constitui uma doença comum no setor pecuário leiteiro, evidenciado principalmente durante o período de lactação de vacas leiteiras e, cujos principais agentes etiológicos são o Staphylococcus aureus, Streptococcus sp. e espécies de coliformes. Os protocolos de combate à mastite preconizam o uso de antibióticos, o que pode trazer riscos à saúde dos animais e humana. Dependendo do agente patogênico, esta estratégia é considerada frequentemente ineficiente e de alto custo, o que leva pesquisadores a buscarem alternativas à antibioticoterapia, testando princípios ativos homeopáticos, fitoterápicos e micro-organismos probióticos, que apresentam potencial como alternativa promissora para a terapia quimioterápica. As formulações contendo bactérias probióticas podem representar uma alternativa de baixo custo para o combate à mastite, com a vantagem de não estimular a resistência entre os patógenos. Desta forma, este estudo baseou-se na avaliação in vitro do potencial antimicrobiano de cepas de Lactobacillus frente a agentes patógenos causadores de mastite, bem como na avaliação in vivo da inocuidade de formulações contendo probióticos em vacas em lactação. Para tanto, 6 cepas de Lactobacillus, na forma isolada e na forma de pool foram avaliadas quanto à capacidade inibitória sobre Streptococcus agalactiae (cepas 1 e 2) por diferentes técnicas de difusão em ágar e co-cultura em meio líquido. A inibição pela técnica de co-cultura foi avaliada mediante determinação de células viáveis das cepas patogênicas por reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (RT-qPCR). De acordo com os resultados observados no estudo de inibição in vitro, foram preparadas formulações probióticas utilizando dois veículos diferentes, sendo uma emulsão (Formulação A) e outra utilizando um veículo de um medicamento comercial (Formulação B) adicionadas de células de Lactobacillus na forma isolada e na forma de pool. Estas formulações foram avaliadas quanto à inocuidade em 17 vacas separadas em grupos sob regime de 1 ordenha/dia (A e B1) e 2 ordenhas/dia (B2), mediante a aplicação das formulações A e B contendo 109 ou 106 células/dose. Ao longo do cada tratamento, foram avaliados parâmetros fisiológicos como temperatura do úbere, presença de hiperemia, inchaço e manifestação de dor, contagem de células somáticas (CCS), California Mastitis Test (CMT), bem como condutividade elétrica e aspecto do leite e avaliação microbiológica. O estudo de inibição em co-cultura mostrou que as cepas de Lactobacillus avaliadas inibiram o crescimento das cepas patogênicas, em níveis superiores a 75% após 72 horas de ensaio. Após 24 horas, os maiores níveis de inibição sobre S. agalactiae cepa 1 foram exercidos pelas cepas L. acidophilus ATCC 4356, L. fermentum ATCC 9338, com índices de inibição de 99,79% e 99,91%, respectivamente. Nas mesmas condições a inibição de S. agalactiae cepa 2 por L. acidophilus ATCC 4356 e L. delbrueckii UFV H2B20 foi de 86,7% e 79,5%, respectivamente. Estes resultados indicam o potencial de inibição das cepas de Lactobacillus estudadas sobre S. agalactiae causadora de mastite. Estudos de inocuidade demonstraram que as formulações probióticas (A e B) induziram reação inflamatória no úbere dos animais, confirmado pelo aumento significativo da condutividade elétrica do leite (CEL), CCS (p < 0,05), bem como do escore de CMT. As formulações testadas no presente estudo não se mostraram adequadas ao emprego terapêutico na cura da mastite, uma vez que no teste de inocuidade provocaram processos inflamatórios nas glândulas mamárias dos animais testados. / Bovine mastitis is a common disease in dairy farms, usually observed during lactation period in dairy cattle, whose main etiological agents are Staphylococcus aureus, Streptococcus sp. and coliform species. Current protocols of mastitis therapy include the use of antibiotics, which may represent serious risks for both animal and human health. Depending on the pathogen specie, this strategy is often considered ineffective and highly expensive, what stimulates scientists to search for alternative treatments, including homeopathic or phytotherapic drugs or probiotic microorganisms, which may be a good alternative to chemotherapeutic drugs. Formulations containing probiotic bacteria may represent a low-cost alternative for mastitis treatment. The present study aimed to assess in vitro ability of Lactobacillus strains to inhibit mastitis pathogens growth, as well as in vivo assessment of the safety of formulations containing probiotics in cows with predisposition or affected by mastitis. Thus, six Lactobacillus strains were evaluated on their inhibitory ability over Streptococcus agalactiae (strains 1 and 2) by techniques of agar diffusion and co-culture in liquid medium. The effectiveness of the co-culture was evaluated by enumerating viable pathogen cells through quantitative polymerase chain reaction (qPCR). According to the results of in vitro study, two formulations were prepared based on a probiotic emulsion (formula A) and a commercial matrix (formula B) containing Lactobacillus cells (isolated or pool). Safety tests for the formulations were performed in 17 cows, which were separated into two groups under 1 milking/day (A and B1) and another group submitted to 2 milkings/day (B2), through the application of preparation A or preparation B containing 109 or 106 cells/dose. In each treatment, every cow was assessed on physiological parameters including temperature, presence of hyperemia, swelling and pain, somatic cell count (SCC), electrical conductivity and aspect of milk (color and clots/lumps formation) and microbiological evaluation. The results of the inhibition studies in co-culture showed that all Lactobacillus strains inhibited the growth of pathogenic strains, in at least 75% after 72 h of test. The highest levels of inhibition of S. agalactiae strain 1 were performed by strains L. acidophilus ATCC 4356 and L. fermentum ATCC 9338, at level of 99.79% and 96.70% after 24h, respectively. For the same period, the inhibition of S. agalactiae strain 2 by L. acidophilus ATCC 4356 and L delbrueckii UFV H2B20 was 86.7 % and 79.5%, respectively. These results showed the potential of Lactobacillus strains studied concerning to the inhibition of mastitis caused by Streptococcus agalactiae. Safety studies showed that both formulations evaluated induced inflammatory response in the udder of the animals, what was confirmed by significant raise on electric conductivity and SCC (p < 0,05) and CMT scores on milk. All formulations were considered inappropriate to be used in mastitis therapeutics, once they failed at safety tests, inducing mastitis on tested animals.

A mastite é um sério problema em rebanhos leiteiros com consideráveis conseqüências econômicas. Embora alguns patógenos possam causar essa doença, Staphylococcus aureus é o mais importante agente etiológico em mastites bovinas e ovinas. O surgimento de linhagens resistentes a diferentes antibióticos e a presença de múltiplos fatores de virulência dificultam o tratamento das infecções causadas por essa espécie. Neste estudo, foram analisados 70 isolados de estafilococos coagulase positivos de origem animal: 52 provenientes de amostras de leite de bovinos portadores de mastite subclínica, do óstio dos tetos desses animais e de insufladores de três fazendas de exploração leiteira do Estado de São Paulo. Os outros 18 isolados foram provenientes de ovinos da região do agreste do Estado de PE, sendo 6 de casos de mastite clínica e 12 de casos de mastite subclínica. Por meio da eletroforese de campo pulsado (PFGE), pôde-se concluir que houve alta diversidade genética entre as linhagens de S. aureus isoladas das diferentes fontes analisadas das três fazendas do Estado de SP. No entanto, um perfil clonal comum foi identificado nas amostras de leite de duas dessas fazendas e, em uma terceira fazenda, houve a predominância de outro perfil clonal de S. aureus entre os isolados de leite bovino proveniente de animais portadores de mastite subclínica. Em relação às outras espécies coagulase positivas, todas originadas de óstios bovinos, foi possível determinar os perfis clonais dos isolados S. schleiferi spp coagulans e S. delphini e identificar a ocorrência de dois perfis distintos entre as linhagens de S. intermedius. Os isolados S. aureus provenientes de ovinos mostraram baixa diversidade genética com três perfis clonais comuns aos casos de mastite clínica e subclínica. Observou-se, em relação à combinação dos fatores de virulência de bovinos e ovinos, a ocorrência do gene cflA em 100% das amostras, o que indica o seu envolvimento no processo de colonização da glândula mamária, independente do hospedeiro. Dois clones bovinos destacaram-se por apresentar multiplicidade dos genes codificadores dos fatores de virulência. No entanto, houve pouca ocorrência dos genes relacionados ao processo toxigênico entre os isolados dessa espécie animal, ao contrário das cepas provenientes de ovinos. Em relação ao sistema regulador agr, o grupo II foi associado aos perfis clonais que apresentaram maior combinação dos genes codificadores dos fatores de virulência em isolados S. aureus provenientes de bovinos. Já o grupo III e agr negativos, aos isolados portadores de poucos desses genes. A presença do gene eta, pouco freqüente em linhagens animais, foi associada tanto com cepas bovinas agr negativas como do grupo II. Assim como nos isolados bovinos, o grupo II de agr, em ovinos, também foi relacionado com o perfil que apresentou maior combinação dos fatores de virulência, incluindo a associação dos genes sec e tst, mas também com perfis portadores de poucos genes de adesinas ou de nenhum gene para exotoxinas. O mesmo foi observado para o grupo I em linhagens ovinas. As cepas resistentes à oxacilina (BORSA), provenientes de isolados bovinos e de insufladores, apresentaram concentração inibitória mínima &#8805;1 - &#8804; 16 µg/ml com múltipla resistência a outros antimicrobianos, mas foram negativas para o gene mecA, o que indica que sejam portadoras de outros mecanismos de resistência aos beta-lactâmicos, diferente da produção de PBP2a. / Mastitis is a serious problem in dairy herds with considerable economic consequences. Although some pathogens may cause this disease, Staphylococcus aureus is the most important etiologic agent in bovine and ovine mastitis. The appearance of antibiotic resistant strains and the presence of multiple factors of virulence, make the treatment of the infections caused by these species very difficult. In this study, we analyzed 70 isolates of coagulase positive Staphylococcus sp of animal origin: 52 from milk samples of subclinic mastitis, bovine teats and milking linners collected in three dairy farms from São Paulo State. The other 18 isolates were from the agreste region ovine in the State of Pernanbuco, with 6 strains from cases of clinic mastitis and 12 cases of subclinic mastitis. By pulsed-field electrophoresis (PFGE), we found high genetic diversity among S. aureus strains from different sources analyzed in the three farms from São Paulo State. However, a common S. aureus cloning profile was identified in the milk samples from two farms and, the third farm, presented a predominance of different profile from two previous farms. The six coagulase positive isolates from bovine teats were identified as S. schleiferi spp coagulans (1), S. delphini (1) and S. intermedius (4). This last specie presented two distinct profiles among strains. The ovine S. aureus strains showed a low genetic diversity presenting three common profiles in both clinic and subclinic mastitis. The cflA gene occurred in 100% of the bovine and ovine strains, showing its involvement in the process of colonization of the mammary glands independent of host species. Two bovine clones was notable for presenting multiplicity of virulence factors genes. However, there was a low occurrence of toxin encoding genes among bovine strains, unlike the ovine strains. The group II agr regulatory systems of S. aureus from bovine strains was associated to a wider combination of the virulent factors encoding genes. However, group III and negative agr was associated to few combination genes. Although the gene eta is, in general, less frequent in animal strains, in this study it was associated in both agr negative and group II agr bovine strains. In ovine, agr group II, as in the bovine isolates, it was also related to a wider combination of virulence factors, including the association of sec and tst genes. It was also found a few genes encoding adhesion and exotoxins in this group, occurring the same in agr group I in ovine strains. The borderline oxacillin-resistant Staphylococcus aureus (BORSA) strains isolated from bovine ostium, milk and milking apparatus line presented minimum inhibitory concentration &#8805;1 - &#8804; 16 µg/ml with multiple resistance to other antimicrobial, but they were negative to the mecA gene, suggesting they are carrying other resistance mechanisms to beta-lactam antibiotics, different from the production of PBP2a.

Data were collected from a 1,000 cow commercial dairy unit during three different time periods to determine the interrelationships between teat shape, teat erosion, mastitis (as measured by the California Mastitis Test and somatic cell counts), and milk production. Results showed no relationship between teat shape or teat end erosion and milk or fat production. The relationship between teat end erosion and mastitis appeared to be masked by the high level of teat erosion. There was an indication that cows with flat and cone shaped teat ends were prone to higher California Mastitis Test scores than cows with pointed, round, or disk shaped teat ends. Pointed teat ends showed the highest amount of erosion and cone and flat teat ends showed the least amount of erosion. There was a high correlation between the California Mastitis Test and somatic cell counts. Teat end erosion and California Mastitis Test scores decreased and milk production increased when a change in milking equipment and milking technique occurred and teat dipping was instigated.

Mastitis and milk quality affect every dairy farmer across the globe. Sand bedded freestalls are the industry standard for cow comfort, welfare, and the control of environmental mastitis. Compost bedded packs may be a viable alternative to the sand bedded freestall. Compost bedded packs are maintained at a consistent level of moisture, nutrients, and aeration to favor compost microorganisms. Greater bacteria counts in bedding have traditionally been associated with increased mastitis rates and mastitis pathogens can be found in the pack and on the teats of cattle housed in even well managed compost bedded pack barns. In spite of this, herd SCC often remains low in well managed herds. The relationship between stress and comfort in the housing environment was a primary focus of this research. Cows housed in environments with low stress and high comfort may be better able to defend themselves against pathogens. Establishing changes in immune function in response to housing environment would improve milk quality by contributing to the knowledge of how mastitis-causing pathogens are contracted. An additional goal of this research was to determine the effect of compost bedded pack barns on thermoduric bacteria populations. Due to the increased temperatures associated with composting, thermoduric bacteria capable of surviving pasteurization are of potential concern in compost bedded packs. This research will investigate potential differences in thermoduric bacteria counts between compost bedded packs and sand bedded freestalls.

The genus Staphylococcus contains at least 47 species and 23 subspecies. Bacteria in this genus are ubiquitous; many are commensals on human and animal skin and can be opportunistic pathogens. In dairy cattle, staphylococci are the leading cause of intramammary infections (IMI) and mastitis. Mastitis is the inflammation of the mammary gland, and is one of the leading infectious diseases causing production losses in the dairy industry. Based on the ability to clot blood plasma in vitro, members of the genus can be divided into two groups: coagulase positive staphylococci (CPS) and coagulase negative staphylococci (CNS). In the dairy industry, Staphylococcus aureus is the most common CPS causing mastitis and is considered a major mastitis pathogen compared to the CNS, which as a group have been described as minor mastitis pathogens. The CNS species are increasingly recognized as an important cause of bovine mastitis, although the relative role of some species is still uncertain. Our understanding of the local and global epidemiology of CNS mastitis is improving with application of more accurate DNA sequence-based species identification methods and techniques to discriminate between strains within species. These factors have led to a shift in perspective, with the CNS being recognized as a heterogeneous group where some species are more important than others in bovine mastitis. The major goals of this thesis were to describe Staphylococcus mastitis epidemiology, and to identify phenotypes that may contribute to persistence in various niches on selected dairy farms in Vermont. We conducted 2 field studies on 2 groups of farms in Vermont. In the first study, we collected S. aureus isolates from bulk tank milk of 44 certified organic dairy farms. In the second field study, we completed quarter milk, cow skin, and environmental sampling of 5 herds that make farmstead cheeses. In both studies, we used non-selective and selective agar medium to isolate staphylococci from the farm sources. From these studies, we collected 1,853 Staphylococcus spp. isolates. We used PCR-amplicon sequence-based species identification to describe Staphylococcus species diversity on these selected Vermont dairy farms. S. aureus isolates were strain-typed using an established Multilocus Sequence Typing (MLST) scheme. A novel MLST scheme was developed to investigate the molecular epidemiology of S. chromogenes, one of the leading CNS species causing bovine mastitis in this and other studies. We also evaluated antibiotic resistance and biofilm formation phenotypes and genotypes of staphylococci to test the hypothesis that these phenotypes may be associated with strain types. In the study of organic dairy farms, 20 S. aureus strain types (STs) were identified, including ten novel STs. The majority of STs belonged to lineages or clonal complexes (CCs) previously identified as cattle adapted (e.g. CC97 and CC151). Associations between ST and carriage of beta-lactam resistance and biofilm forming capacity were identified among the S. aureus isolates from these farms. In the 5-herd study, a total of 27 different staphylococci species were identified from various niches including humans, but only five species; S. chromogenes, S. aureus, S. haemolyticus, S. simulans, and S. xylosus were commonly identified to cause IMI. S. aureus and S. chromogenes strain types were niche specific.