Prevalência e persistência de enterobactérias isolados na biodigestão anaeróbia de dejetos bovinos – risco sanitário do biofertilizante
| dc.contributor.advisor1 | Resende, Juliana Alves | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000000254763754 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8223821041049149 | |
| dc.contributor.author | Menezes, Kássia Vidal | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-1360-3922 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/1790043277011808 | |
| dc.contributor.referee1 | Machado, Alessandra Barbosa Ferreira | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0003-3972-7576 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7149975150225344 | |
| dc.contributor.referee2 | Ignacchiti, Mariana Drummond Costa | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0003-3768-949X | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/0533640513430050 | |
| dc.contributor.referee3 | Otenio, Marcelo Henrique | |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0002-6157-7861 | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/7429610959671819 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T01:41:54Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T01:41:54Z | |
| dc.date.issued | 2023-02-16 | |
| dc.description.abstract | The prevalence of antimicrobial resistance observed among pathogens, as well as populations of ubiquitous bacteria, has placed livestock systems in the center of attention, therefore assessing the health safety of residues from anaerobic digestion is essential for the application of biofertilizer in the field. The objective of this study was to characterize 488 suggestive isolates of Escherichia coli from the effluent and biofertilizer of bovine manure, collected in an anaerobic biodigester operated at room temperature in the summer and winter periods of 2022, in terms of tolerance to biocides, antimicrobial resistance and associated with these characteristics, the ability to form biofilms. Physical-chemical analyzes showed a reduction of more than 50% in the total solids content of the samples after the anaerobic digestion process. The biocide and antimicrobial susceptibility test was determined using the disk diffusion method on plates and the biofilm capacity through the 0.1% crystal violet staining method on polystyrene plates. Among the effluent isolates (n=260), regardless of seasonality, 8.84% (n=23) were resistant to 10% polyvidone iodine, 11.53% (n=30) to 2% sodium hypochlorite, not being resistance to 2% chlorhexidine was observed. Among the biofertilizer isolates (n=225), 16% (n=36) were resistant to polyvidone-iodine, 10.66% (n=24) to sodium hypochlorite and 0.44% (n=1) to chlorhexidine, regardless of seasonality. Levofloxacin was the most effective drug for all isolates regardless of seasonal variation, with susceptibility rates greater than 91%, followed by meropenem with 90%. Resistance was often encountered in response to tetracycline drugs with resistance rates up to 19%, followed by gentamicin at 17.24%. 25 isolates were considered multiresistant (MDR), in which, 16 (64%) were resistant to three drugs, 7 (28%) to four, 2 (8%) to five drugs tested. There was evidence of biofilm formation capacity of practically all isolates 98.12% (n=479). Isolated from the effluent and biofertilizer in the summer period showed the same in vitro biofilm formation ability, and a significant percentage of 65.31% was attributed to moderate and very adherent 11 adherence of the bacteria isolated from the biofertilizer in the winter period. A positive correlation was observed between MDR and greater biofilm formation capacity both in the effluent (OR 10.25) and in the biofertilizer (OR 1.55) samples, however, a negative correlation was observed for the MDR and the increase in tolerance to the biocides. These results reveal that rigorous monitoring is needed regarding virulence and antimicrobial resistance from by-products of animal production and related products, such as biofertilizers, which can pose potential risks to public health. | |
| dc.description.resumo | A prevalência de resistência antimicrobiana observada entre patógenos, bem como populações de bactérias ubíquas, colocou os sistemas de pecuária no centro das atenções, portanto avaliar a segurança sanitária de resíduos da biodigestão anaeróbia é essencial para a aplicação do biofertilizante no campo. O objetivo deste estudo foi caracterizar 488 isolados sugestivos de Escherichia coli do efluente e biofertilizante de dejetos bovinos, coletados em biodigestor anaeróbio operado em temperatura ambiente nos períodos de verão e inverno de 2022, em termos de tolerância à biocidas, resistência antimicrobiana e a capacidade de formar biofilmes. Análises físico-químicas apresentaram redução de mais de 50% de teores de sólidos totais das amostras após processo de biodigestão anaeróbia. O teste de suscetibilidade aos biocidas e antimicrobianos foi determinado através do método de disco difusão em placas e a capacidade de biofilme através do método de coloração com cristal violeta 0,1% em placas de poliestireno. Dentre os isolados do efluente (n=260), independente da sazonalidade, 8,84% (n=23) apresentaram resistência frente a iodopolividona 10%, 11,53% (n=30) ao hipoclorito de sódio 2%, não sendo observada resistência à clorexidina 2%. Dentre os isolados do biofertilizante (n=225), 16% (n=36) apresentaram resistência frente a iodopolividona, 10,66% (n=24) ao hipoclorito de sódio e 0,44% (n=1) à clorexidina, independente da sazonalidade. A levofloxacina foi a droga mais eficaz para todos os isolados independente da variação sazonal, com taxas de susceptibilidade superiores a 91%, seguido do meropenem com 90%. A resistência foi frequentemente encontrada em resposta às drogas tetraciclina com taxas de resistência de até 19%, seguido da gentamicina com 17,24%. 25 isolados foram considerados multirresistentes (MDR), no qual, 64% (16) foram resistentes à três drogas, 28% (7) a quatro, 8% (2) a cinco drogas testadas. Evidenciou-se capacidade de formação de biofilmes de praticamente todos os isolados 98,12% (n=479). Isolados do efluente e biofertilizante no período de verão apresentaram a 9 mesma habilidade de formação de biofilme in vitro, e um expressivo percentual de 65,31% foi atribuído à aderência moderada e muito aderente das bactérias isoladas do biofertilizante no período inverno. Foi observada correlação positiva entre MDR e maior capacidade de formação de biofilme tanto nas amostras do efluente (OR 10,25) como do biofertilizante (OR 1,55), porém, foi observado uma correlação negativa para a MDR e ao aumento na tolerância aos biocidas. Esses resultados revelam que são necessários monitoramentos rigorosos a respeito da virulência e resistência antimicrobiana provenientes de subprodutos da produção animal e correlatos, como os biofertilizantes, que podem induzir os riscos potenciais à saúde pública. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES) | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES) | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/16941 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Ciências Veterinárias | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Agrárias e Engenharias | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Biocidas | |
| dc.subject | Biofilme | |
| dc.subject | Digestão anaeróbia | |
| dc.subject | MDR | |
| dc.subject | Saúde única | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Ciências Agrárias | |
| dc.title | Prevalência e persistência de enterobactérias isolados na biodigestão anaeróbia de dejetos bovinos – risco sanitário do biofertilizante | |
| dc.title.alternative | title.alternative | |
| dc.type | masterThesis |
