The Molecular Identification and Antibiotic Sensitivity of Streptococcus equi Strains Isolated from Horses

Abstract

Strangles is a contagious and acute disease in horses characterized by suppurative lymphadentis and caused by Streplococcus equi subsp. equi. The disease is usually seen in young foals. Abscessation in lymph nodes of the upper respiratory system is seen and rarely it is in generalized abscessation form. Strangles affect equines of all ages. In this study, it was aimed to isolate S.equi from horses and perform a molecular identification of the agent by PCR. It was also aimed to determine antibiotic sensitivity profiles of the isolates. For this purpose, tracheal washings and nasal swabs were collected from 6 0 h orses. At the end of cultural studies, a t otal o f 2 2 ( 36%) Streptococci isolation were made. Out of 22 isolated strains tested, 3 (19.1%) and 19 (20.6%) were identifıed as S.equi and S. zooepidemicus, respectively. All isolates were verified by PCR. Amplifıcation of SodA gen region of isolated strains yielded 230 bp DNA bands in agarose electrophoresis in both 3 S.equi and 19 S.zooepidemicus isolates. For species level molecular identification, amplifıcation of Seel gen region was made by using specific primers and 520 bp DNA bands were observed in gels under UV light. According to the antibiotic sensitivity test results, all isolates were sensitive to trimetoprim-sulfametoxazol, enrofloxacin, teicoplanin, imipenem; sensitivity to clindamycin, neomycin, vancomycin, gentamicin, cefoxitin, penicilin G, kanamycin, streptomycin was found relatively lower. At the end of the study, it was concluded that S. zooepidemicus could play a role in the disease besides S.equi. Therefore, this should be taken for consideration. It was also noted that PCR for molecular identifıcation for S. equi and S.zooepidemicus might be a useful tool. Antibiotic sensitivity tests showed that there is a resistance to especially aminoglycosides.

Atlardan İzole Edilen Streptococcus equi Suşlarının Moleküler İdentifikasyonu ve Antibiyotik Duyarlılıklarının Saptanması

Abstract

Su sakağısı, atlarda Streptococcus equi subsp. equi (S. equi )'nin neden olduğu akut seyirli, bulaşıcı ve irinli lenfadenitisle karakterize bir hastalıktır. Hastalık genellikle taylarda görülür ve hastalıkta üst solunum yolu ile ilgili bölgesel lenf nodüllerinde veya ender olarak da generalize formda apseleşme görülür. Hastalık tüm yaşlardaki tek tırnaklıları etkiler. Bu çalışmada atlardan S. equi izolasyonu ve izolatların PCR ile moleküler olarak identifikasyonu ve antibiyotik duyarlılık profillerinin saptanması amaçlandı. Bu amaçla materyal olarak 60 attan alınan burun svabı ve tracheal yıkantı sıvısı örnekleri kullanıldı. Örneklerin kolistin ve nalidiksit asit içeren kanlı agara ekimleri yapılarak, %5 C02’li ortamda 37 °C inkubasyona bırakıldı. Örneklerin kültür yoluyla incelenmesi sonucunda 22’sinden (%36) Streptococcus spp. izolasyonu gerçekleştirildi. İzole edilen 22 suşun, 3’ü (%19,1) S. equi, 19’u (%20,6) Streptococcus zooepidemicus (S. zooepidemicus) olarak identifıye edildi. İzolatların superoxide dismutase-sodA gen bölgesinin amplifikasyonu sonucunda 3 S. equi ve 19 S. zooepidemicus izolatının tamamında 230 bp’lik bantlar gözlendi. Streptococcus equi etkenlerinin tür düzeyinde identifikasyonu için yapılan, pyrogenic exotoxin L (seel) gen bölgesinin amplifikasyonu sonucunda 520 bp’lik bant görüldü. Elde edilen 22 izolatın hepsi moleküler olarak tür düzeyinde doğrulandı. Antibiyogram testi sonucunda izolatların trimetoprim-sulfametoxazol, enrofloxacin, teicoplanin, imipenem’e duyarlı oldukları, clindamycin, neomycin, vancomycin, gentamicin, cefoxitin, penicilin G, kanamycin, streptomycin antibiyotiklerine ise farklı oranlarda duyarlılık saptandı. Sonuç olarak, S. zooepidemicus'un hastalığın etiyolojisinde rol oynayabileceği ve bu nedenle etkenin göz ardı edilmemesi gerektiği, S. zooepidemicus ve S. equi’nin identifikasyonunda PCR testinin yararlı olduğu görüldü. Antibiyogram testi sonucunda, özellikle aminoglikozidlere karşı bir direncin bulunduğu tespit edildi.

Keywords

• PCR
• S.equi
• Strangles

References

1. Art T, MC Gorum BC, Lekeux P. Environmental Control of RespiratoryDisease. International Veterinary Information Service, Ithaca, New York, USA; 2012.
2. Arias MP. Strangles: The most prevalen tinfectious respiratory disease in horses worldwide. Rev CES Med Zootec2013; Vol 8 (I): 143-159.
3. Alber J, El-Sayed A, L,âminler C, Flassaıı AA, Weiss R, Zsclıöck M. Mııl(iplexpolymerase clıain reaction for İdentilication and differentialioıı of Streptococcus equi subsp. zoocpidcmicus and Streptococcus equi subsp. equi. J Vet Med B lnl'ect. DisVet Public Health 2010; 51,455-458.
4. Aydın Paracıkoğlu, 2006. N. Veteriner Mikrobiyoloji, İlke-Emek yayınları, Ankara.
5. Chanter N. Streptococci and enterococci as animal pathogens. J. Appl. Microbiol. Symp. Suppl; 1997. 83, 1005-1095. Diri M, 2018. Türkiye'deki yarış atlarının solunum yollarından izole edilen Streptococcus spp ve Staphylococcus spp etkenlerinde antibakteriyel ilaçlara direncin tespit edilmesi. Doktora Tezi. Ankara.
6. Erol E, Locke SJ, Donahoe JK, Mackın MA, Carter CN. Betahemolytic Streptococcus spp. from horses a retrospective study. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation; 2012.
7. Johns IC, Adams EL. Trends in antimicrobal resistance in equine bacterial isolates: 1999-2012. Vet Rec 2015; 176:334.
8. Janııatabadi AA, Mohammadi GR, Rad M, Maleki M. Molecular identification of Streptococcus equi and Streptococcus equi subsp. zooepidemicus in nasal swaps samples from horses suffering respiıatoıy infections in Iran. Pak J Biol Sci 11: 468- 471.

9. Khoo L, Maswati L, Roseliza MA, Rosnah R, Saifu Nazri Y, Ramlan M. lsolatıon of Streptococcus equi During strangles surveillance in peninsular Malaysia. 2011; organ, 10, 10.
10. Lugue I, Fernandez-Garayzabal JF, Blume V, Maldonado A, Astorga R, Tarradas C. Molecular typiııg and anti-microbial sıısceptibility of clinical isolates of Stretococcusequi ssp. Zooepidemicus from equine bacterial endometritis. J Vet Med B lııfect Dis Vet Public Health 2006; 53:451-454
11. Mir IA, Kumar B, Taku A, Wani N, Faridi FN, Dar SA, et ali. The study of aerobic bacterial flora of the upper respiratory tract of equines from Jammu and Kashmir region of India (2003).
12. Sauer P, Andıew SE, Lassaline M, Gelatt KN, Deniş FİM. Changes in antibiotic resistance in equine bacterial ulcerative keratitis (1991-2000): 65 horses. Vet. Ophthalmol 2003;6,309-313.