Aeromonas hydrophila is distributed widely in nature and is responsible for an array of human infections. Several studies on the isolation and characterisation of the organism abound. Although there are reports on the antibiotic resistance profiles of the organism, these reports have not been updated in Limpopo province, South Africa despite the established fact that antibiograms vary with time and geographical area. Antibiotic resistance and pathogenesis of an organism are dependent on a host of factors such as the production of extended spectrum beta-lactamases and the genetic profiles such as the genes coding for resistance and possession of integrons and how these characteristics overach with the phylogenetic inter-relatedness of isolates from different sources. In spite of the aforementioned concerns on the efficacy of antibiotics due to the acquisition or endowment of microorganisms with intrinsic and extrinsic factors , which enhances resistance to antibiotics , medicinal plants are reportedly offering promise as alternative sources of efficacious management of infections. Medicinal plants are employed by traditional healers in the management of infections in developing countries especially in Africa. However, the antimicrobial activities of medicinal plants against Aeromonas hydrophila have received only a cursory attention. In an endeavour to undertake a comprehensive study on the isolation, characterisation, antibiograms, activities of medicinal plants as well as the genetic profiles, including phylogenetics relatedness of Aeromonas isolates from different sources, stool and water samples were collected over a two year period from designated places in Limpopo Province and analysed using standard techniques applicable to the constituent research activity. The research findings are presented in six chapters as presented hereunder. The first chapter focussed on the literature review of the organism and reflects areas such as the morphology, laboratory diagnosis, clinical manifestations, pathogenesis, antimicrobial susceptibility profiles, antibacterial activities of medicinal plants as well as the genetic aspects of Aeromonas hydrophila. / Environmental Science / D.Phil. (Environmental Science)

L'étude des bactéries pathogènes opportunistes d'origine environnementale ayant des modes de vie variés, libre et autonome ou contraint à une niche spécifique représentée par l'hôte, présente un intérêt dans la compréhension de l'adaptation des bactéries à leurs hôtes et de l'apparition de nouveaux pathogènes. Le genre Aeromonas regroupe des bactéries communes des milieux aquatiques, principalement des eaux douces. Elles sont capables d'entretenir différents types de relations avec leurs hôtes (parasitisme/symbiose) et peuvent être hébergées par un large spectre d'organismes. Chez l'homme, elles sont la cause d'une large variété d'infections (gastroentérite, bactériémie, infection de la peau et des tissus mous, etc.) mais les difficultés d'identification des souches et une taxonomie confuse engendrent une méconnaissance de la pathogénicité réelle des différentes espèces décrites.Le but de ce travail était d'étudier les mécanismes d'évolution génomique et génétique à l'origine de la remarquable capacité d'adaptation des Aeromonas à leurs hôtes, notamment à l'homme. Une analyse comparative de la diversité génétique et génomique d'une large collection de 195 souches représentative des différentes espèces du genre et d'origines variées (humaine, animale et environnementale) a été menée. La diversité génétique a été appréhendée au moyen d'une approche multilocus incluant l'étude des séquences de 7 gènes de ménage (dnaK, gltA, gyrB, radA, rpoB, tsf, zipA). En parallèle, nous avons étudié la variabilité des copies multiples du gène rrs en explorant leur diversité génétique par une méthode d'électrophorèse en condition dénaturante (PCR-TTGE) et la variabilité du nombre et de la répartition des opérons rrn dans le chromosome de ces bactéries par électrophorèse en champ pulsé.Ces différentes approches nous ont permis de mettre en évidence : i) une diversité très élevée des 7 gènes de ménage analysés ainsi que l'existence de transferts latéraux, ii) l'existence de sous-groupes de souches adaptées à un hôte ou à une localisation anatomique particulière, iii) un nombre important d'opérons rrn (8 à 11), iv) l'existence de profils de distribution chromosomique des opérons rrn spécifique d'espèce ou de groupes d'espèces proches, v) une forte proportion (41,5%) des souches présentant une hétérogénéité de séquences des différentes copies du gène rrs. Nos résultats montrent également la valeur taxonomique de l'étude de la diversité génétique et génomique à l'aide des approches proposées au sein du genre Aeromonas.Nous montrons que : i) l'ARN ribosomique 16S est un marqueur informatif pour étudier les modes d'évolution et conduire des études de taxonomie mixte et consensuelle dans le genre Aeromonas à condition d'étudier la diversité de ses multiples copies, ii) A. caviae présente des caractéristiques génétiques particulières témoignant d'un processus d'adaptation en cours à une niche écologique que nous supposons être l'intestin humain. Nos résultats supportent également un mode d'évolution des bactéries du genre Aeromonas dit en complexes d'espèces accompagné de phénomènes de spéciation pouvant en partie expliquer les difficultés rencontrées pour établir une taxonomie claire du genre Aeromonas. / Abstract :Studying opportunistic pathogenic bacteria with an environmental origin and a wide variety of lifestyles, either free-living or host-adapted, is useful to improve the understanding of bacterial adaptation to hosts and the emergence of novel pathogens. The genus Aeromonas groups water-living bacteria, mainly in freshwater. They are able to support several types of relations with their hosts (parasitism/ symbiosis) and are harbored by a large spectrum of hosts. In human, they are involved in a wide range of infections (gastroenteritis, bacteraemia, wound and soft tissue infection, etc.) but difficulties in identifying strains and a confused taxonomy results in incomplete knowledge of the real strain pathogenicity of each described species.The aim of this work was to study the mechanisms of genomic and genetic evolution related to the outstanding ability of Aeromonas adaptation to host, including human. We led a comparative analysis of the genetic and genomic diversity on a large strain collection (195 strains) representative of the species of the genus and from various sources (human, animal, environmental). We studied the genetic diversity using a 7 housekeeping gene multilocus strain analysis (dnaK, gltA, gyrB, radA, rpoB, tsf, zipA). We also described the variability in the i) rrs multiple gene copies using a PRC-TTGE method and ii) the number and distribution of the rrn operons within the chromosome using a pulse field gel electrophoresis. Our results also showed the taxonomic value of the study of genetic and genomic diversity using the approaches proposed in the genus Aeromonas.These various approaches enabled us to highlight: i) a high genetic diversity in the housekeeping genes together with horizontal gene transfers events, ii) some clusters that were either host-adapted or adapted to particular anatomical locations, iii) a high number of rrn operons (from 8 to 11), iv) the presence of patterns of rrn operon that were either species-specific or specific to groups of closely related species, v) a high frequency (41,5%) of strains harboring sequence heterogeneities between rrs copies. We showed that: i) 16 rRNA is a valuable marker for studying the modes of evolution of aeromonads and the taxonomy within the genus Aeromonas provided that multiple copy diversity is taken into account, ii) A. caviae displays particular genetic characteristic that suggested an ongoing process of adaptation to a niche that we supposed to be human digestive tract. Our results also support an evolution mode in complex of species with some speciation process that could at least in part explain difficulties for determining a clarified taxonomy within the genus Aeromonas.

O gênero Aeromonas está amplamente distribuído em ambientes aquáticos, e estudos recentes incluem o gênero no grupo de patógenos emergentes, devido à sua freqüente associação com infecções locais e sistêmicas em humanos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de pesquisar por meio da PCR e confirmar por meio de seqüenciamento, a ocorrência dos genes de virulência act, alt e ast, e resistência cphA, blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaCTXM, blaTEM e blaSHV, verificando também o perfil de resistência a partir de antibiogramas, e a ocorrência de plasmídios nas cepas estudadas. A partir dos resultados observou-se que das 100 cepas selecionadas inicialmente, 87 pertenciam às espécies A. jandaei (46) e A. hydrophila (41). Dentre as quais pôde-se observar a ocorrência de act, alt e ast, respectivamente em 70,7 por cento (29), 97,6 por cento (40) e 26,8 por cento (11) das cepas de A. hydrophila, e em 4,4 por cento (2), 0 por cento (0) e 32,6 por cento (15) nas cepas de A. jandaei. Os genes blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaCTX-M, e blaSHV não foram encontrados em nenhuma cepa. O gene cphA foi encontrado em 97,6 por cento (40) e 100 por cento (46) das cepas de A. hydrophila e A. jandaei, respectivamente e o gene blaTEM foi encontrado em 97,6 por cento (40) das cepas de A. hydrophila e em 85 por cento (39) das cepas de A. jandaei. Foi verificada a presença de plasmídio em 10/41 (24,4 por cento) das cepas de A. hydrophila e em 16/46 (34,9 por cento) das cepas de A. jandaei / The genus Aeromonas is widely distributed in aquatic environments, and recent studies include the genus in the emergent pathogens group, due to its frequent association with local and systemic human infections. This work was carried out aiming the investigation and sequencing virulence (act, alt and ast) and resistance (cphA, blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaCTX-M, blaTEM e blaSHV) genes, also verifying the resistance profile of the strains using antibiograms and the occurrence of plasmids. From the 100 strains analyzed in this study, 87 belonged to A. jandaei (46) and A. hydrophila (41) species. Out of which it was observed the occurrence of act, alt and ast, respectively in 70.7 per cent (29), 97.6 per cent (40) and 26.8 per cent (11) of A. hydrophila strains, and in 4.4 per cent (2), 0 per cent (0) e 32.6 per cent (15) of A. jandaei strains. The genes blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaCTX-M e blaSHV were not found. CphA gene was found in 97.6 per cent (40) and 100 per cent (46) of A. hydrophila and A. jandaei strains, respectively and blaTEM gene was found in 97.6 per cent (40) of A. hydrophila strains and in 85 per cent (39) of A. jandaei strains. Presence of plasmid was found in 10/41 (24.4 per cent) of A. hydrophila strains and in 16/46 (34,9 per cent) of A. jandaei strains

Introdução: Bactérias do gênero Aeromonas estão presentes em ambientes de água doce, salgada e salobra. O isolamento destes microrganismos já foi relatado em água de abastecimento público e alimentos. Algumas espécies podem ser patogênicas ao homem, causando gastrenterites e outras infecções. Isolados de Aeromonas de fontes diversas expressam resistência a antimicrobianos, especialmente a -lactâmicos, devido à presença de enzimas -lactamases. A patogenicidade das espécies se deve à virulência multifatorial, que compreende a produção de enterotoxinas (Act, Alt e Ast), de elastase, presença de flagelo, entre outros. Objetivo: Isolar, identificar e quantificar Aeromonas hydrophila isoladas de esgoto e lodo tratado; pesquisar a ocorrência dos genes de virulência e resistência a -lactâmicos. Material e Métodos: A detecção e quantificação de Aeromonas hydrophila foram realizadas por meio da técnica de membrana filtrante e meio de cultura específico; a identificação foi realizada por meio da PCR utilizando um par de primers específicos para a espécie. Após a confirmação da espécie foi realizado o antibiograma para conhecer o perfil de resistência aos antibióticos; a pesquisa dos genes de virulência act, alt, ast, ela, lip e fla e genes de resistência a -lactâmicos foi realizada por meio da PCR e seqüenciamento. Resultados: Foram analisadas 15 amostras (seis de esgoto tratado e nove de lodo tratado). Destas, somente nove foram positivas para A. hydrophila, obtendo-se 441 colônias típicas, das quais 348 foram positivas, por PCR para identificação do gênero e 209 para identificação da espécie. Os 209 isolados, sendo 92 do esgoto tratado e 117 do lodo tratado, apresentaram os seguintes valores na pesquisa dos genes de virulência: 36 por cento (act), 40 por cento (ast), 78 por cento (alt), 82 por cento (fla), 86 por cento (lip) e 87 por cento (ela) e 100 por cento dos isolados apresentaram pelo menos um dos genes. Para os testes de sensibilidade aos antibióticos todos os isolados foram resistentes a pelo menos um dos antibióticos. A produção de enzimas MBL, ESBL e AmpC foi detectada em isolados. Também foram encontrados genes de resistência cphA, bla TEM e bla MOX, enquanto que os genes bla VIM, bla IMP, bla e bla não foram detectados. Conclusão: Os resultados sugerem que A. hydrophila pode resistir ao processo de tratamento de esgoto e lodo, além disso, pode apresentar diversos genes de virulência e resistência a antibióticos, motivos pelos quais A. hydrophila pode ser uma ameaça a Saúde Pública, uma vez que estas amostras são reutilizadas para fins urbanos ou agrícolas / Introduction: Bacteria of the genus Aeromonas are present in fresh, brackish and salty waters. The isolation of these microorganisms has been reported in public water supplies and foods. Some species can be pathogenic to humans, causing gastroenteritis and other infections. Aeromonas isolates from different sources express resistance to antimicrobials, especially -lactams, due to the presence of lactamase enzymes. The pathogenicity of the species is due to the multifactorial virulence, wich includes the production of enterotoxins (Act, Alt and Ast) of Elastase and presense of flagello, among others. Objectives: Identify and quantify Aeromonas hydrophila isolated from treated wastewater and sludge, to investigate the occurrence of virulence genes and resistance to -lactams. Material and methods: The detection and quantification of A. hydrophila were made through the membrane filter technique and specific culture medium, the identification was performed by PCR using a pair of primers specific for the species. After confirming the species sensitivity was performed to know the profile of antibiotic resistance, the survey of virulence genes act, alt, ast, ela, lip, fla and resistance to -lactams gene was performed by PCR and sequencing. Results: We analyzed 15 samples (six of nine treated wastewater and sludge). Of these only nine were positive for A. hydrophila, resulting in 441 typical colonies, of wich 348 were positive by PCR to identify the genus and 209 for species identification. The 209 isolates, being 92 and 117 of treated wastewater and treated sludge showed the following values in the study of the virulence genes: 36 per cent (act), 78 per cent (alt), 82 per cent (fla), 86 per cent (lip), 87 per cent (ela) and 100 per cent of the isolates had at least one of the genes. For antibiotic susceptibility testing all isolates were resistant to at least one antibiotic. The production of MBL, ESBL and AmpC enzyme was detected in isolates. It was also found resistance genes cphA, bla TEM and bla MOX, while genes bla VIM , bla IMP , bla and bla FOX CTX-M were not detected. Conclusion: The results suggest that A. hydrophila can resist the process of treating of wastewater and sludge, moreover, may have different virulence genes and antibiotic resistance, which is why A. hydrophila can be a threat to public health, since these samples are reused for agricultural or urban purposes. , bla SHV

Introdução: Organismos pertencentes ao gênero Aeromonas estão amplamente distribuídos no ambiente aquático sendo atualmente considerados como patógenos emergentes. Estudos demonstraram que, estes podem produzir uma série de fatores de virulência, e ainda um maior número de casos clínicos vêm sendo confirmados e atribuídos às diferentes espécies de Aeromonas. Objetivo: Estudar a ocorrência do gênero Aeromonas em efluentes de um sistema de lagoas de estabilização e discutir o significado da presença destes para a saúde pública. Métodos: A determinação de Aeromonas spp foi realizada pela técnica de tubos múltiplos (NMP/100 mL). Para a verificação da presença e ausência (PA) as colônias foram isoladas em ágar sangue ampicilina, ágar amido ampicilina e ágar MacConkey. As colônias que apresentaram resultados presuntivos para o grupo Aeromonas foram submetidas ao reisolamento em Ágar Amido, e a provas bioquímicas para identificação das espécies. O perfil plasmidial foi realizado de acordo com a metodologia descrita por BIRNBOIN & DOLLY 1979. Resultados: Aeromonas spp foram isoladas em 72,4% e 55,1% das amostras provenientes da entrada e saída da lagoa anaeróbia respectivamente, e em 48,3% da saída da lagoa facultativa variando as contagens entre <3 e 3,0x109 NMP/100mL. Na unidade de desinfecção por cloro entre <3 e 9,0 x 105 NMP/mL Conclusões: Observou-se que embora haja uma tendência de decaimento nas contagens de Aeromonas, não é possível eliminá-las do sistema estudado, mesmo após cloração. Esses organismos podem representar um risco à saúde devido à seleção de cepas resistentes que são lançadas no meio ambiente. / Introduction: Organisms of the genus Aeromonas are widely distributed in the aquatic environment, being now considered emerging organisms. Studies show that these organisms can produce a series of virulence factors, and that a major number of clinic cases have been confirmed and attributed to the different species of Aeromonas. Objective: Study the occurrence of the genus Aeromonas in effluents of a stabilization ponds system and discuss the meaning of the presence of these organisms for public health. Methods: Aeromonas spp determination was carried out by the most probable number technique (NMP/100mL). To verify the presence or absence, the colonies were isolated in ampicilin blood agar, starch agar, and Mc Conkey agar. Colonies showing presumptive results for Aeromonas group were re isolated in starch agar and to biochemical tests to identify the specie. The plasmidial profile was carried out according to the methodology described by BIRNBOIN & DOLLY 1979. Results: Aeromonas spp were isolated in 72,4% and 55.1% of the samples from the afluent and the end of anaerobic lagoons, respectively, in 48.3% of the effluent of the facultative lagoon in counts that varied from <3 and 3.0x109 NMP/100mL. In the disinfection unit counts varied from <3 and 9.0x105 NMP/100mL. Conclusions: It was possible to observe that even though a tendency of decaiment was noted for the counts of Aeromonas, it was not possible to totally eliminate this organisms from the studied system, even after the chlorination. These organisms could pose a health risk due to the selection of resistant strains released in the environment

Para avaliar um sistema integrado de aquicultura foram realizadas análises microbiológicas da água utilizada neste sistema e determinada a incidência e resistência antimicrobiana dos enteropatógenos no ecossistema relacionado. As amostras de água testadas apresentaram 32,9% de taxas de coliformes fecais (&#8804;1.600/100mL), de acordo com a OMS para piscicultura em águas residuais. Salmonella spp. foram detectadas em 14,5% das amostras. De um total de 33 cepas, 15,1% eram resistentes a um ou dois antimicrobianos testados e resistência a múltiplas drogas não foi observada. Aeromonas spp. foram identificadas em 91,6% das amostras. De um total de 416 cepas, resistência a uma classe de antimicrobianos foi observada em 66,3% e a multirresistência às drogas em 37,7%. Na avaliação da virulência dos isolados de Aeromonas hydrophila, 85,3% das cepas apresentaram Beta-hemólise nos três diferentes tipos de eritrócitos empregados e 99,1% nos eritrócitos de coelho e cavalo, sendo possível a caracterização através da PCR do gene aerA e lip, em 100% das amostras. Os resultados obtidos apontam para a relevância quanto às vantagens da implementação de um sistema integrado, disponibilizando alimentos com custo reduzido, porém este sistema necessita de um controle rígido e efetivo para que estes produtos não constituam veículos para a disseminação de doenças. / To evaluate an integrated aquaculture system, microbiological analyses of water used in this system were carried out and the incidence and antimicrobial resistance of enteropathogens were determined in the related ecosystem. Water samples tested had 32.9% of fecal coliforms rates (&#8804;1600/100mL) in accordance with WHO for psiculture in wastewater. Salmonella spp. were detected in 14.5% of the samples. From a total of 33 strains, 15.1% were resistant to one or two antimicrobial drugs tested and multidrug-resistance was not observed. Aeromonas spp. were identified in 91.6% of the samples. From a total of 416 strains, resistance to one antimicrobial class was observed in 66.3% and multidrug-resistance in 37.7%. In relation to virulence factors of Aeromonas hydrophila, 85.3% of the strains showed beta-hemolysis in three different types of erythrocytes and 99.1% in horse and rabbit erythrocytes. It was possible to characterize by PCR assay, the genes aerA and lip in 100% of the strains. The results indicate the relevance of the benefits of implementing an integrated system, providing food with reduced cost, but this system requires a strict and effective control so that these products do not constitute a vehicle for the spread of disease.

Introdução: Organismos pertencentes ao gênero Aeromonas estão amplamente distribuídos no ambiente aquático sendo atualmente considerados como patógenos emergentes. Estudos demonstraram que, estes podem produzir uma série de fatores de virulência, e ainda um maior número de casos clínicos vêm sendo confirmados e atribuídos às diferentes espécies de Aeromonas. Objetivo: Estudar a ocorrência do gênero Aeromonas em efluentes de um sistema de lagoas de estabilização e discutir o significado da presença destes para a saúde pública. Métodos: A determinação de Aeromonas spp foi realizada pela técnica de tubos múltiplos (NMP/100 mL). Para a verificação da presença e ausência (PA) as colônias foram isoladas em ágar sangue ampicilina, ágar amido ampicilina e ágar MacConkey. As colônias que apresentaram resultados presuntivos para o grupo Aeromonas foram submetidas ao reisolamento em Ágar Amido, e a provas bioquímicas para identificação das espécies. O perfil plasmidial foi realizado de acordo com a metodologia descrita por BIRNBOIN & DOLLY 1979. Resultados: Aeromonas spp foram isoladas em 72,4% e 55,1% das amostras provenientes da entrada e saída da lagoa anaeróbia respectivamente, e em 48,3% da saída da lagoa facultativa variando as contagens entre <3 e 3,0x109 NMP/100mL. Na unidade de desinfecção por cloro entre <3 e 9,0 x 105 NMP/mL Conclusões: Observou-se que embora haja uma tendência de decaimento nas contagens de Aeromonas, não é possível eliminá-las do sistema estudado, mesmo após cloração. Esses organismos podem representar um risco à saúde devido à seleção de cepas resistentes que são lançadas no meio ambiente. / Introduction: Organisms of the genus Aeromonas are widely distributed in the aquatic environment, being now considered emerging organisms. Studies show that these organisms can produce a series of virulence factors, and that a major number of clinic cases have been confirmed and attributed to the different species of Aeromonas. Objective: Study the occurrence of the genus Aeromonas in effluents of a stabilization ponds system and discuss the meaning of the presence of these organisms for public health. Methods: Aeromonas spp determination was carried out by the most probable number technique (NMP/100mL). To verify the presence or absence, the colonies were isolated in ampicilin blood agar, starch agar, and Mc Conkey agar. Colonies showing presumptive results for Aeromonas group were re isolated in starch agar and to biochemical tests to identify the specie. The plasmidial profile was carried out according to the methodology described by BIRNBOIN & DOLLY 1979. Results: Aeromonas spp were isolated in 72,4% and 55.1% of the samples from the afluent and the end of anaerobic lagoons, respectively, in 48.3% of the effluent of the facultative lagoon in counts that varied from <3 and 3.0x109 NMP/100mL. In the disinfection unit counts varied from <3 and 9.0x105 NMP/100mL. Conclusions: It was possible to observe that even though a tendency of decaiment was noted for the counts of Aeromonas, it was not possible to totally eliminate this organisms from the studied system, even after the chlorination. These organisms could pose a health risk due to the selection of resistant strains released in the environment

O gênero Aeromonas está amplamente distribuído em ambientes aquáticos, e estudos recentes incluem o gênero no grupo de patógenos emergentes, devido à sua freqüente associação com infecções locais e sistêmicas em humanos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de pesquisar por meio da PCR e confirmar por meio de seqüenciamento, a ocorrência dos genes de virulência act, alt e ast, e resistência cphA, blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaCTXM, blaTEM e blaSHV, verificando também o perfil de resistência a partir de antibiogramas, e a ocorrência de plasmídios nas cepas estudadas. A partir dos resultados observou-se que das 100 cepas selecionadas inicialmente, 87 pertenciam às espécies A. jandaei (46) e A. hydrophila (41). Dentre as quais pôde-se observar a ocorrência de act, alt e ast, respectivamente em 70,7 por cento (29), 97,6 por cento (40) e 26,8 por cento (11) das cepas de A. hydrophila, e em 4,4 por cento (2), 0 por cento (0) e 32,6 por cento (15) nas cepas de A. jandaei. Os genes blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaCTX-M, e blaSHV não foram encontrados em nenhuma cepa. O gene cphA foi encontrado em 97,6 por cento (40) e 100 por cento (46) das cepas de A. hydrophila e A. jandaei, respectivamente e o gene blaTEM foi encontrado em 97,6 por cento (40) das cepas de A. hydrophila e em 85 por cento (39) das cepas de A. jandaei. Foi verificada a presença de plasmídio em 10/41 (24,4 por cento) das cepas de A. hydrophila e em 16/46 (34,9 por cento) das cepas de A. jandaei / The genus Aeromonas is widely distributed in aquatic environments, and recent studies include the genus in the emergent pathogens group, due to its frequent association with local and systemic human infections. This work was carried out aiming the investigation and sequencing virulence (act, alt and ast) and resistance (cphA, blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaCTX-M, blaTEM e blaSHV) genes, also verifying the resistance profile of the strains using antibiograms and the occurrence of plasmids. From the 100 strains analyzed in this study, 87 belonged to A. jandaei (46) and A. hydrophila (41) species. Out of which it was observed the occurrence of act, alt and ast, respectively in 70.7 per cent (29), 97.6 per cent (40) and 26.8 per cent (11) of A. hydrophila strains, and in 4.4 per cent (2), 0 per cent (0) e 32.6 per cent (15) of A. jandaei strains. The genes blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaCTX-M e blaSHV were not found. CphA gene was found in 97.6 per cent (40) and 100 per cent (46) of A. hydrophila and A. jandaei strains, respectively and blaTEM gene was found in 97.6 per cent (40) of A. hydrophila strains and in 85 per cent (39) of A. jandaei strains. Presence of plasmid was found in 10/41 (24.4 per cent) of A. hydrophila strains and in 16/46 (34,9 per cent) of A. jandaei strains

Introdução: Bactérias do gênero Aeromonas estão presentes em ambientes de água doce, salgada e salobra. O isolamento destes microrganismos já foi relatado em água de abastecimento público e alimentos. Algumas espécies podem ser patogênicas ao homem, causando gastrenterites e outras infecções. Isolados de Aeromonas de fontes diversas expressam resistência a antimicrobianos, especialmente a -lactâmicos, devido à presença de enzimas -lactamases. A patogenicidade das espécies se deve à virulência multifatorial, que compreende a produção de enterotoxinas (Act, Alt e Ast), de elastase, presença de flagelo, entre outros. Objetivo: Isolar, identificar e quantificar Aeromonas hydrophila isoladas de esgoto e lodo tratado; pesquisar a ocorrência dos genes de virulência e resistência a -lactâmicos. Material e Métodos: A detecção e quantificação de Aeromonas hydrophila foram realizadas por meio da técnica de membrana filtrante e meio de cultura específico; a identificação foi realizada por meio da PCR utilizando um par de primers específicos para a espécie. Após a confirmação da espécie foi realizado o antibiograma para conhecer o perfil de resistência aos antibióticos; a pesquisa dos genes de virulência act, alt, ast, ela, lip e fla e genes de resistência a -lactâmicos foi realizada por meio da PCR e seqüenciamento. Resultados: Foram analisadas 15 amostras (seis de esgoto tratado e nove de lodo tratado). Destas, somente nove foram positivas para A. hydrophila, obtendo-se 441 colônias típicas, das quais 348 foram positivas, por PCR para identificação do gênero e 209 para identificação da espécie. Os 209 isolados, sendo 92 do esgoto tratado e 117 do lodo tratado, apresentaram os seguintes valores na pesquisa dos genes de virulência: 36 por cento (act), 40 por cento (ast), 78 por cento (alt), 82 por cento (fla), 86 por cento (lip) e 87 por cento (ela) e 100 por cento dos isolados apresentaram pelo menos um dos genes. Para os testes de sensibilidade aos antibióticos todos os isolados foram resistentes a pelo menos um dos antibióticos. A produção de enzimas MBL, ESBL e AmpC foi detectada em isolados. Também foram encontrados genes de resistência cphA, bla TEM e bla MOX, enquanto que os genes bla VIM, bla IMP, bla e bla não foram detectados. Conclusão: Os resultados sugerem que A. hydrophila pode resistir ao processo de tratamento de esgoto e lodo, além disso, pode apresentar diversos genes de virulência e resistência a antibióticos, motivos pelos quais A. hydrophila pode ser uma ameaça a Saúde Pública, uma vez que estas amostras são reutilizadas para fins urbanos ou agrícolas / Introduction: Bacteria of the genus Aeromonas are present in fresh, brackish and salty waters. The isolation of these microorganisms has been reported in public water supplies and foods. Some species can be pathogenic to humans, causing gastroenteritis and other infections. Aeromonas isolates from different sources express resistance to antimicrobials, especially -lactams, due to the presence of lactamase enzymes. The pathogenicity of the species is due to the multifactorial virulence, wich includes the production of enterotoxins (Act, Alt and Ast) of Elastase and presense of flagello, among others. Objectives: Identify and quantify Aeromonas hydrophila isolated from treated wastewater and sludge, to investigate the occurrence of virulence genes and resistance to -lactams. Material and methods: The detection and quantification of A. hydrophila were made through the membrane filter technique and specific culture medium, the identification was performed by PCR using a pair of primers specific for the species. After confirming the species sensitivity was performed to know the profile of antibiotic resistance, the survey of virulence genes act, alt, ast, ela, lip, fla and resistance to -lactams gene was performed by PCR and sequencing. Results: We analyzed 15 samples (six of nine treated wastewater and sludge). Of these only nine were positive for A. hydrophila, resulting in 441 typical colonies, of wich 348 were positive by PCR to identify the genus and 209 for species identification. The 209 isolates, being 92 and 117 of treated wastewater and treated sludge showed the following values in the study of the virulence genes: 36 per cent (act), 78 per cent (alt), 82 per cent (fla), 86 per cent (lip), 87 per cent (ela) and 100 per cent of the isolates had at least one of the genes. For antibiotic susceptibility testing all isolates were resistant to at least one antibiotic. The production of MBL, ESBL and AmpC enzyme was detected in isolates. It was also found resistance genes cphA, bla TEM and bla MOX, while genes bla VIM , bla IMP , bla and bla FOX CTX-M were not detected. Conclusion: The results suggest that A. hydrophila can resist the process of treating of wastewater and sludge, moreover, may have different virulence genes and antibiotic resistance, which is why A. hydrophila can be a threat to public health, since these samples are reused for agricultural or urban purposes. , bla SHV

Aeromonas hydrophila is distributed widely in nature and is responsible for an array of human infections. Several studies on the isolation and characterisation of the organism abound. Although there are reports on the antibiotic resistance profiles of the organism, these reports have not been updated in Limpopo province, South Africa despite the established fact that antibiograms vary with time and geographical area. Antibiotic resistance and pathogenesis of an organism are dependent on a host of factors such as the production of extended spectrum beta-lactamases and the genetic profiles such as the genes coding for resistance and possession of integrons and how these characteristics overach with the phylogenetic inter-relatedness of isolates from different sources. In spite of the aforementioned concerns on the efficacy of antibiotics due to the acquisition or endowment of microorganisms with intrinsic and extrinsic factors , which enhances resistance to antibiotics , medicinal plants are reportedly offering promise as alternative sources of efficacious management of infections. Medicinal plants are employed by traditional healers in the management of infections in developing countries especially in Africa. However, the antimicrobial activities of medicinal plants against Aeromonas hydrophila have received only a cursory attention. In an endeavour to undertake a comprehensive study on the isolation, characterisation, antibiograms, activities of medicinal plants as well as the genetic profiles, including phylogenetics relatedness of Aeromonas isolates from different sources, stool and water samples were collected over a two year period from designated places in Limpopo Province and analysed using standard techniques applicable to the constituent research activity. The research findings are presented in six chapters as presented hereunder. The first chapter focussed on the literature review of the organism and reflects areas such as the morphology, laboratory diagnosis, clinical manifestations, pathogenesis, antimicrobial susceptibility profiles, antibacterial activities of medicinal plants as well as the genetic aspects of Aeromonas hydrophila. / Environmental Science / D.Phil. (Environmental Science)