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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE VETERINÁRIA E ZOOTECNIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA ANIMAL Disciplina: SEMINÁRIOS APLICADOS CARACTERÍSTICAS GENÉTICAS E DE PATOGENICIDADE DAS SALMONELAS COM ÊNFASE NA Salmonella enterica serovar SCHWARZENGRUND Polyanna da Silva Ferreira Orientadora: Prof. Dr. Maria Auxiliadora Andrade GOIÂNIA 2013

CARACTERÍSTICAS GENÉTICAS E DE PATOGENICIDADE … · humanos, sendo considerado um dos principais causadores de toxinfecção alimentar em humanos. Vários serovares de paratifo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

ESCOLA DE VETERINÁRIA E ZOOTECNIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA ANIMAL

Disciplina: SEMINÁRIOS APLICADOS

CARACTERÍSTICAS GENÉTICAS E DE PATOGENICIDADE DAS

SALMONELAS COM ÊNFASE NA Salmonella enterica serovar

SCHWARZENGRUND

Polyanna da Silva Ferreira

Orientadora: Prof. Dr. Maria Auxiliadora Andrade

GOIÂNIA

2013

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POLYANNA DA SILVA FERREIRA

CARACTERÍSTICAS GENÉTICAS E DE PATOGENICIDADE DAS

SALMONELAS COM ÊNFASE NA Salmonella enterica serovar

SCHWARZENGRUND

Seminários apresentado junto à Disciplina de

Seminários Aplicados do Programa de Pós-

Gradução em Ciência Animal da Escola de

Veterinária e Zootecnia da Universidade Federal

de Goiás

Nível: Doutorado

Área de Concentração:

Sanidade Animal, Higiene e Tecnologia de

Alimentos

Linha de Pesquisa:

Etiopatogenia, epidemiologia, diagnóstico e

controle das doenças infecciosas e parasitárias

dos animais

Orientadora:

Prof. Dr. Maria Auxiliadora Andrade – EVZ/UFG

Comitê de Orientação

Prof. Dr. Iolanda Aparecida Nunes – EVZ/UFG

Prof. Dr. Marcos Barcellos Café – EVZ/UFG

GOIÂNIA

2013

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 1

2 REVISÃO DE LITERATURA .............................................................................. 2

2.1 Salmonella sp ................................................................................................. 2

2.2 Ocorrência de Salmonella sp ........................................................................ 5

2.3 Imunidade das aves ....................................................................................... 6

2.4 Patogenicidade ............................................................................................... 7

2.5 Genes de Virulência ....................................................................................... 8

2.6 Pulorose e tifo aviário .................................................................................. 13

2.7 Salmonella enterica serovar Schwarzengrund .......................................... 14

3. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................. 20

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 21

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1 INTRODUÇÃO

O interesse por bactérias do gênero Salmonella está relacionado

com complexa epidemiologia, patogenicidade, capacidade invasiva, serovares

multirresistentes a vários antimicrobianos, genes de virulência e escassez de

dados que determinem a real significância de genes de resistência transferíveis

à cadeia alimentar do homem.

Salmonelas têm sido isoladas de surtos em animais e humanos,

bem como de rações, carcaças de animais, cama de frango e vetores como

cascudinhos, baratas e roedores (BEHRAVESH, et al., 2010). O impacto desse

agente na saúde pública e animal apresenta grande importância.

Salmonella enterica subespécie enterica serovar Schwarzengrund

tem sido identificada em vários lugares do mundo, associada com infecção de

aves e toxinfecção em seres humanos, isolada de diferentes amostras, e vem

apresentando elevada resistência a vários antimicrobianos de interesse na

saúde humana e animal (CHEN, et al., 2010; CHEN et al., 2012; SASAKI et al.,

2012).

No Brasil, várias salmonelas têm sido isoladas nas diferentes

regiões do país, dentre elas Salmonella enterica servoar Schwarzengrund vem

sido associada com contaminação de alimentos destinados ao consumo

humano no estado do Mato Grosso do Sul (BONI et al., 2011) e estão sendo

isoladas na Universidade Federal de Goiás em amostras oriundas de pombos,

aves silvestres e frangos de corte (OLIVEIRA et al., 2013); o que aumenta o

interesse nos estudos relacionados a patogenicidade, resistência a

antimicrobianos e genes de virulência desta bactéria.

As contaminações de produtos alimentares por Salmonella sp. são

um desafio para cadeia produtiva e um risco potencial de transferência de

resistência a antimicrobianos dos animais aos humanos. Com isto, esta revisão

abordará genes de virulência relacionados à capacidade invasiva bacteriana,

ocorrência e resistência à antimicrobianos da Salmonella Schwarzengrund.

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2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Salmonella sp.

O gênero Salmonella recebeu essa denominação em homenagem

ao seu descobridor, Daniel Elmer Salmon (1850-1914), que foi o primeiro

médico veterinário e microbiologista a visualizar uma bactéria do gênero, a

Salmonella enterica serovar Choleraesuis (SAIF et al., 2008).

As bactérias desse gênero são pertencentes à família

Enterobacteriacea. Possuem a forma de bastonetes, não formam esporos,

apresentam coloração negativa em Gram, são anaeróbios facultativos, oxidase

negativa e a maioria dos serovares apresentam motilidade; os serovares

imóveis são Salmonella enterica serovar Gallinarum e Salmonella enterica

serovar Pullorum (SILVA et al., 2007). Estes dois serovares imóveis podem ser

diferenciados dos demais pela ausência do antígeno flagelar (H) detectado no

antissoro poli H ou pelo resultado negativo no teste de motilidade (BACK,

2010).

Bioquimicamente são fermentadoras de glicose, manose e dulcitol,

produzem ácidos (H2S) e gás, não fermentam a lactose nem a sacarose, não

produzem urease nem indol e utilizam o citrato (SILVA et al., 2007; BROOKS et

al., 2009).

Crescem em temperatura entre 7°C e 45°C, embora a temperatura

ótima de crescimento seja entre 35°C e 37°C. Crescem em pH entre 4,5 e 9,0,

sendo o pH ótimo de crescimento entre 6,5 e 7,5. Sobrevivem a longos

períodos de congelamento e desidratação, quando em presença de matéria

orgânica (HOLT et al., 1994; GRIFFITH et al., 2006).

Baseado na hibridização do DNA e nas características

eletroforéticas com enzimas multilocus, o gênero Salmonella foi dividido em

duas espécies: Salmonella bongori e Salmonella enterica, sendo essa última

dividida em seis subespécies ou grupos (enterica, salamae, arizonae,

diarizonae, houtenae e indica), designados por algarismos romanos, os quais

são subdividas em aproximadamente 2610 serovares baseado na tipagem dos

antígenos somáticos (O) presentes na parede celular, dos antígenos flagelares

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(H) e dos antígenos capsulares (Vi) presentes no envelope celular, conforme a

classificação de Kaufmann-White (Quadro 1) (JAY, 2005; FERREIRA &

CAMPOS, 2008; AGBAJE et al., 2011). A atualização dessa classificação é

realizada, sempre que necessária, pelo Centro Colaborador da Organização

Mundial da Saúde para Referência e Pesquisa em Salmonella (WHO-Salm), do

Instituto Pasteur (GUIBOURDENCHE et al., 2010; CDC, 2013).

QUADRO 1 – Alguns dos serovares de Salmonella sp. classificados

conforme a tipagem do antígeno somático e listados

nos grupos A ao U

Grupo Salmonella

A Paratyphi A Kiel Nitra Koessen

B Heidelberg Agona SaintPaul Derby

C Infantins Paratyphi C Choleraesuis Montevideo

D Dublin Enteritidis Panama Typhi

E Give Anatum Meleagridis Orion

F Herzliya Missouri Senegal Yehuda

G Havana Poona Bristol Roodepoort

H Royan Poano Surat Madelia

I Malakal Hannover Brazil Heron

J Lancaster Kirkee Bignoma Berlin

K Cerro Aarhus Memphis Troy

L Minnesota Gambaga Good Keve

M Dakar Wedding Pomona Ona

N Urbana Neudorf Zaire Ago

O Adelaide Yolo Gassi Anecho

P Willamette Korovi Echa Mango

Q Logone Mara Hofit Delan

R Salina Duval Athens Tilene

S Waycross Egusi Vietnam Verona

T Orbe Kampala Maricopa Waral

U Berkeley Graz Montreal Orleans

Fonte: Adaptado de GRIMONT &WEILL (2007)

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Na sanidade avícola e na saúde pública, os serotipos somáticos

mais importantes são B e D. No grupo D estão incluídos os serovares Pullorum,

Gallinarum e Enteritidis. No grupo B estão incluídos os serovares Typhimurium

e Schwarzengrund (BACK, 2010) cuja estrutura antigênica está demostrada no

Quadro 2.

QUADRO 2 – Estrutura antigênica de alguns serovares de interesse na sanidade

avícola e na saúde pública e pertencentes ao grupo B e D

Sorotipo

Grupo

Antígeno

O H

Salmonella

Pullorum

D 1,9,12 -

Salmonella

Gallinarum

D 1,9,12 -

Salmonella

Enteritidis

D1 1,9,12 g,m,1,7

Salmonella

Typhimurium

B 1,4,5,12 i, 1,2

Salmonella

Schwarzengrund

B 1,4,12,27 d, 1, 7

Fonte: GRIMONT &WEILL (2007)

A Salmonella enterica serovar Pullorum e a Salmonella enterica

serovar Gallinarum contem os antígenos somáticos (O) 1, 9 e 121, 122 e 123 e

não contém antígenos flagelares (CHRISTENSEN et al., 1993). A cepa padrão

de Salmonella Pullorum contêm maiores quantidade de antígeno 123 e pouca

quantidade de antígeno 122, sendo esta última mais utilizada no preparo de

antígenos para o teste da pulorose em placa (BERCHIERI JÚNIOR & FREITAS

NETO, 2009).

O antígeno somático (O) foi inicialmente designado por letras do

alfabeto, porém, como estas não foram suficientes para classificação dos

grupos, eles passaram a ser classificados com números e as letras são

mantidas entre parênteses, por exemplo O:4 (B) e O:18 (K), porém, a tendência

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é de não manter a designação por letras. Os serotipos são divididos em grupos

conforme a presença de semelhanças gênicas, por exemplo, o grupo O:27 é

constituídos pelas bactérias que contem o gene wzy α(1-6) localizado no

antígeno O do cromossomo bacteriano (GRIMONT & WEILL, 2007).

Pelas normas do Centro de Controle e Prevenção de Doenças

(Center for Disease Control and Prevention - CDC), as formas corretas de

nomenclatura do gênero são Salmonella enterica; Salmonella enterica serovar

Schwarzengrund ou S. enterica ser. Schwarzengrund. Não é aceita a

abreviação do gênero sem a especificação da espécie, como visualizado em

algumas referências presentes na literatura, por exemplo, S. Schwarzengrund

(CDC, 2013).

Serovares de Salmonella enterica possuem considerável

similaridade genética, porém os hospedeiros acometidos, as enfermidades

ocasionadas por eles e os sinais clínicos podem ser diversos. Existe

Salmonella sp. altamente adaptadas aos humanos, altamente adaptadas aos

animais e zoonóticas, ou seja, parasitam homens e animais. Por exemplo,

Salmonella Typhimurium e Salmonella Enteritidis são serovares invasivos não

adaptados ao hospedeiro, podendo afetar aves, suínos, equinos, roedores,

humanos, ovinos e bovinos e podem ocasionar desde infecções

assintomáticas, diarreias leves, doenças sistêmicas graves a mortalidade.

Salmonella Dublin e Salmonella Choleraesuis são serovares não invasivos e

não adaptadas ao hospedeiro, podendo infectar humanos e animais.

Salmonella Gallinarum e Salmonella Pullorum são serovares invasivos,

altamente adaptados às aves sem grande comprometimento intestinal, porém

podem ocasionar doença sistêmica severa e a morte do animal (PORWOLLIK

& McCLELLAND, 2003 & BERCHIERI JÚNIOR et al., 2009).

2.2 Ocorrência de Salmonella sp.

A salmonelose é ocasionada por diferentes serovares de Salmonella

enterica subespécie enterica, acometendo diferentes espécies de animais e os

humanos, sendo considerado um dos principais causadores de toxinfecção

alimentar em humanos. Vários serovares de paratifo aviário foram relatados na

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literatura como causadores de salmonelose em aves e toxinfecção em

humanos:

Um estudo realizado na região nordeste do estado de São Paulo

analisou amostras de frangos, sendo 45 de carcaças, 60 de carnes

mecanicamente separadas, 25 de linguiças de frango, 20 de peitos e 15 de

coxas e sobrecoxas, obtendo resultados positivos para Salmonella sp. em seis

(13,3%) das amostras de carcaças, 15 (25%) de carnes mecanicamente

separadas, quatro (16%) de linguiças, seis (30%) de peitos e duas (13,3%) de

coxas e sobrecoxas analisadas, evidenciando assim o risco potencial destes

alimentos para o consumo humano (CARVALHO & CORTEZ, 2005).

Em São Paulo, um estudo realizado com 806 suabes de arrasto

provenientes de granjas de frango de corte, coletados durante os anos de 2005

e 2007, apresentaram 22 (2,7%) amostras positivas para Salmonella sp., sendo

os serovares isolados: 11 (50%) Salmonella enterica serovar Give, quatro

Salmonella enterica subespécie enterica – cepa rugosa, duas (9,1%)

Salmonella Enteritidis, duas Salmonella Infantins, uma Salmonella Kentucky,

uma Salmonella Rissen e uma Salmonella Senfterberg (ANDREATTI FILHO et

al., 2009).

2.3 Imunidade das aves

O sistema imune das aves é formado pelos órgãos linfoides centrais

(bursa de Fabrícius e timo), órgãos linfoides periféricos (baço, medula óssea,

glândula de Harder), tecidos linfoides associados ao sistema digestório (GALT)

e tecidos linfoides associados ao sistema respiratório (BALT) (MORGULES,

2005).

A bursa é um divertículo da região dorsal média do proctodedum

(parte distal da cloaca). É uma estrutura exclusiva das aves, constituída

internamente de pregas de diferentes tamanhos, o lúmen interno é delimitado

por um epitélio cúbico e possui folículos linfoides, que são a principal estrutura

onde ocorrem fases importantes do desenvolvimento dos linfócitos B. O timo é

um órgão linfo-epitelial responsável pelo desenvolvimento e amadurecimento

dos linfócitos T. Durante a fase embrionária e após a eclosão, os linfócitos B e

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T migram dos órgãos linfoides centrais para as regiões linfoides periféricas

(MONTASSIER, 2009).

Segundo o mesmo autor o baço é dividido em polpa vermelha

(constituída de sinusóides contendo sangue e tecido linfoide difuso) e polpa

branca (constituída de tecido linfoide mais denso) que formam o tecido linfoide

periarterial onde predominam as células T. A Glândula de Harder está

localizada atrás do globo ocular e é constituída de acúmulo de tecido linfoide.

Os tecidos linfoides do sistema digestivo (GALT) compreendem as

placas de Peyer, tonsilas cecais e a Bursa de Fabricius, que são órgãos

capazes de captarem antígenos presentes na luz intestinal e estimular células

B e T, as quais são responsáveis pelo desenvolvimento da imunidade geral e

específica. Estas células são precursoras de IgA que bloqueiam os receptores

e diminuem a quantidade de bactérias na luz intestinal (JIN et al., 1998).

As aves possuem dois tipos de resposta do sistema imune que são

resposta imune inata, representada pelos macrófagos e heterofilos, e resposta

imune adquirida, que se subdivide em imunidade passiva (transferência de

anticorpos de uma ave imunizada para outra, por exemplo, da matriz para o

pintinho) e imunidade ativa (exposição da ave aos antígenos). A bursa de

Fabricius é responsável pelo controle da imunidade humoral secretando

anticorpos pelos linfócitos B (ABBAS & LICHTMAN, 2005).

2.4 Patogenicidade

As salmonelas são ingeridas, seguindo o caminho normal do trato

gastrointestinal, implantam-se preferencialmente no intestino grosso, onde

colonizam as placas de Peyer e atravessam a barreira intestinal com o auxílio

das células epiteliais especializadas (células M) (MARCUS et al., 2000).

Quando as bactérias penetram no epitélio intestinal estimulam os

receptores destas células (toll-like receptor 5) que possuem a função de

desencadear a produção de citocinas pró-inflamatórias (IL-1, IL-6 e IL-8). A

ação conjunta dos macrófagos, heterofilos e das citocinas configura a resposta

imune inata das aves, auxiliando na prevenção da infecção sistêmica e

estimulando a resposta imune ativa (BERCHIERI JÚNIOR & FREITAS NETO,

2009).

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Ao serem fagocitadas pelos macrófagos, as cepas virulentas de

Salmonella possuem genes que são capazes de favorecer sua sobrevivência

dentro dos macrófagos, no interior dos órgãos das aves, em situações com

baixas concentrações de íons Mg2+, além de possibilitarem resistência aos

antimicrobianos (TERZOLO, 2011b).

As bactérias podem permanecer localizadas no trato gastrointestinal,

ocasionando gastroenterites, ou generalizar, atravessando a mucosa intestinal,

sendo fagocitadas pelos macrófagos e pelos fagócitos polimorfonucleares,

colonizando os órgãos linfóides e se multiplicando no sistema mononuclear

fagocitário, podendo atingir o fígado e baço, sendo carreadas pelos macrófagos

ocasionando septicemia e morte do hospedeiro (KOVARZ et al., 1994; VAN

IMMERSSEL et al., 2005).

Após serem infectadas, as aves podem ser portadoras do agente por

período indeterminado, excretando intermitentemente a bactéria, a qual pode

permanecer viável, por longos períodos, no interior dos macrófagos e das

células do sistema mononuclear fagocitário (TERZOLO, 2011a).

Segundo o mesmo autor, a quantidade de lisozima presente em

alguns tecidos das aves pode ocasionar a remoção total da parede bacteriana,

formando um “protoblasto”, ou remoção parcial, formando um “esferoblasto”

(forma L). Esta membrana bacteriana em “forma L” é semelhante à membrana

das células hospedeiras, o que dificulta sua detecção pelas células do sistema

imune do animal. Esta “forma L” também não é detectada nos exames

bacteriológicos, dificultando assim seu isolamento e identificação.

Ao seguir pela via oral, Salmonella sp. é exposta a alguns

mecanismos de defesa do organismo hospedeiro como suco gástrico, bile,

redução da tensão de oxigênio, flora intestinal, peristaltismo e resposta do

sistema imune. Este ambiente hostil induz a expressão de genes de virulência

bacterianos, os quais são essenciais para a invasão e sobrevivência das

salmonelas no interior das células hospedeiras (BERCHIERI JÚNIOR &

FREITAS NETO, 2009).

2.5 Genes de Virulência

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A estrutura bacteriana é constituída por uma única célula, cápsula,

parede celular, plasmalema, citoplasma, flagelo, fímbrias, plasmídeo,

cromossomo e ribossomos (QUIN et al., 2005).

Os fatores de virulência podem ser codificados integralmente no

cromossomo bacteriano, como os da Salmonella enterica serovar Typhi, ou

uma parte destes fatores pode ser codificada no cromossomo e parte no

plasmídeo bacteriano, como os da Salmonella enterica serovar Typhimurium

(KOVARZ et al., 1994).

Dentre os fatores de virulência encontrados nas bactérias desse

gênero existem as fímbrias ou pilli comumente encontrados na fase inicial da

infecção (NAUGHTON et al., 2001). As fímbrias são mecanismos de defesa

constituídos de estruturas protéicas responsáveis pela aderência da bactéria à

superfície celular. Esta aderência é essencial para patogenicidade da bactéria

e a interação bactéria-hospedeiro. As fímbrias são capazes de formar biofilmes

e possuem tropismo por um tipo celular ou por células de uma espécie animal

em particular (GIBSON et al., 2007).

Em salmonelas já são descritos 20 operons fimbriais, além do

operon da fímbria do tipo IV. Dentre os operons existe o gene lpf, que produz

fibras mais longas que aquelas fibras localizadas nas células bacterianas. Este

gene pode estar associado com a adesão da fímbria as placas de Peyer

(BÄUMLER et al., 1996a), além de conferir imunidade cruzada entre os

serotipos de Salmonella sp. (BÄUMLER et al., 1996b).

O operon agf codifica a fímbria SEF17 ou Tafi, que atua na formação

da matriz extracelular (atua na agregação multicelular bacteriana), formação de

biofilmes, resistência bacteriana, aderência, invasão em células eucarióticas e

resposta pró-inflamatória (GIBSON et al., 2007).

Nas aves, os operons fimbriais das salmonelas não possuem um

papel bem conhecido, porém, podem estar relacionados com a aderência

específica de cada serotipo a determinado hospedeiro (LIBBY et al., 2004). Na

Salmonella Schwarzengrund é conhecido o operon fimbrial bcfC (CHEN et al.,

2012; SUEZ et al, 2013).

Alguns serovares possuem vários tipos de fímbrias descritos, como

Salmonella enterica serovar Enteritidis, que possui três diferentes tipos se

fímbrias descritas. Os genes sefA, sefB e sefC localizados na região 3,9 kb de

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um fragmento com 5,3 kb do DNA bacteriano da Salmonella Enteritidis

codificam a fímbria SEF14. O gene sefA está associado com a capacidade de

codificar novos filamentos de fímbrias associados à subunidade estrutural da

fímbria SEF14. Os genes sefB e sefC são capazes de codificar proteínas

homólogas às encontradas na Escherichia coli e na Klebsiela pneumoniae,

codificam proteínas fimbriais, periplasmáticas e chaperonas. Análises in vitro

realizadas em um fragmento de DNA com 5,3 kb identificaram que sefA, sefB e

sefC possuem aproximadamente 14.000, 28.000 e 90.000 Mr proteínas

respectivamente. Também é conhecido que sefB e sefC não são expressas na

ausência de sefA (CLOUTHIER et al., 1993).

Salmonella enterica serovar Typhimurium possui genes capazes de

codificar quatro diferentes tipos de fímbrias. O gene fimAICDHF codifica a

“fímbria do tipo 1” que é morfologicamente semelhante e antigenicamente

distinta da fímbria tipo 1 da Escherichia coli. Esta fímbria se liga

especificamente aos receptores de D-manose em vários tipos de células

eucarióticas, portanto, a ligação de bactérias com fímbrias do tipo 1 em células

eucarióticas pode ser inibida in vitro pela adição de D-manose. Na Salmonella

Typhimurium a ligação da fimZ com fimA é indispensável para expressão de

fimA. Esta fímbria, in vitro, promove a adesão às células HeLa, não exercendo

o mesmo papel em outros cultivos celulares como em células de linhagem

humanas (HEp-2, T84 e Int-407) ou células de linhagem canina (DARWIN &

MILLER, 1999). Na Salmonella Schwarzengrund foi descrito a existência de

fimA e fimH (SUEZ et al., 2013).

Segundo esses mesmos autores, o gene lpfABCDE produz “fímbrias

polar longas” em Salmonella Typhimurium, cuja função é promover a adesão

as placas de Peyer. Estas fímbrias não foram identificadas em outras

Enterobacteriaceas, sugerindo que esta Salmonella possa ter adquirido esse

gene durante o processo de evolução, visto que o mesmo gene é encontrado

nas E. coli. As “fímbrias plasmidiais” ou “fímbrias codificadas por plasmídios”

são presentes na Salmonella Typhimurium, Salmonella Choleraesuis,

Salmonella Paratyphi C e Salmonella Enteritidis e são determinantes na

infecção sistêmica após ingestão bacteriana. Estes plasmídios possuem

regiões spv (do inglês “Salmonella plasmid virulence”) que promovem a adesão

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às células do baço e regiões rck (do inglês “resistance to complement killing”)

cujo papel nessa Salmonella ainda não foi definido.

De acordo com a mesma fonte, as “fimbrias finas agregativas” estão

presentes tanto em Salmonella Typhimurium quanto em Salmonella Enteritidis

e são codificadas pelos gene agfBAC, que formam um rede multicelular rígida

no interior da colônia bacteriana, o que é denominado de rdar. Este fenótipo

rdar é observado quando as bactérias são cultivadas em condições ambientas

favoráveis ao desenvolvimento bacteriano.

Alguns genes de virulência se encontram em grandes regiões de

cromossomo, as quais são formadas por complexos de genes denominados de

“ilhas de patogenicidade de Salmonella” (IPS), ou “Salmonella patogenicity

islands” (SPI). Estas ilhas possuem de 10.000 a 200.000 pares de base,

apresentam características próprias e possuem pelo menos um gene

associado à virulência bacteriana (VIEIRA, 2009).

Existem 17 SPI descritas nos serovares de interesse veterinário

sendo que os mais conhecidos são SPI-1, SPI-2, SPI-3, SPI-4 e SPI-5. A SPI-1

está presente em todos os serovares de Salmonella e codifica as

“microseringas”, também denominadas de “sistema de secreção do tipo três”

(SSTT), cuja função é transportar proteínas bacterianas para o interior da

célula do hospedeiro, promovendo um rearranjo do citoesqueleto celular, o que

possibilita a entrada da bactéria no interior das células hospedeiras

(BERCHIERI JÚNIOR & FREITAS NETO, 2009). Os genes de virulência avrA,

sprB, orgA, prgH, hilD, hilA, iagB, sitA, sptP, sipA, sipB, sipC, sipD, spaS, spaN,

invL e invA são encontrado na região SPI-1 da Salmonella Schwarzengrund

(SUEZ et al., 2013).

A SPI-2 produz outro tipo de SSTT (quando a bactéria está no

interior dos fagossomos) e promove a inativação da enzima NADPH-oxidase,

favorecendo a sobrevida bacteriana (BERCHIERI JÚNIOR & FREITAS NETO,

2009). Os genes de virulência ssrB, ssaB, spiA, sseC, sseF, sseG e ttrC são

encontrados nesta ilha de patogenicidade da Salmonella Schwarzengrund

(SUEZ et al., 2013).

A SPI-3 possui o gene mgtC, que permite a sobrevida bacteriana no

interior dos vacuólos de fagocitose, onde há baixas concentrações de Mg2+ e

pH ácido. A SPI-4 codifica o “sistema de secreção do tipo um”, cuja função é

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secretar toxinas. A SPI-5 codifica proteínas relacionadas com a secreção fluida

e a reação inflamatória da mucosa intestinal (BERCHIERI JÚNIOR & FREITAS

NETO, 2009). Na região SPI-3 da Salmonella Schwarzengrund estão presentes

os genes misL, marT e mgtC, na SPI-4 são descritos os genes siiD, siiE e siiF e

na SPI-5 existem os genes pipA, pipB, pipD e sopB (SUEZ et al., 2013).

As demais ilhas de patogenicidade ainda são pouco conhecidas,

requerendo mais estudos objetivando um maior conhecimento de suas

funções, porém, é conhecido que SPI-17 atua na produção da cápsula de

polissacarídio Vi da Salmonella Typhi, além de proteger a bactéria dos

mecanismos de resposta imune inata e mediada por anticorpos do hospedeiro

(FERREIRA & CAMPOS, 2008). As SPI-11 e SPI-13 possibilitam a

permanência das bactérias no interior dos macrófagos (SHAH et al., 2005). Os

genes de virulência pagD, pagC, pltA, pltB e cdtB, estão presentes na SPI-11

da Salmonella Schwarzengrund (SUEZ et al., 2013).

O operon invABC está localizado nas ilhas de patogenicidade e atua

na invasão de células epiteliais cultivadas in vitro (GALAN, 1999). O gene invA

está localizado na região SPI-1 e é considerado o gene alvo para a detecção

de bactérias do gênero Salmonella pela técnica da reação em cadeia de

polimerase (PCR), visto que está conservado em todos os serovares (WHANG

et al., 2009). Este gene é essencial para que alguns serovares, como

Salmonella Typhimurium, penetrem nas células epiteliais do intestino, por

intermédio das células M (CLARK et al., 1998).

O gene hilA (“hiper invasibility”), presente na Salmonella

Schwarzengrund, é responsável pela regulação de genes associados com a

invasão celular e a indução de apoptose pelos macrófagos (BAJAJ et al.,

1995), sendo considerado o mais importante gene associado com o processo

de invasão celular (VAN IMERSEEL et al., 2008). Este gene se liga aos genes

invF e prgH, ativando o sistema de secreção do tipo III e o gene invF, o qual

ativa a IP-1 e os genes que regulam a atividade da IP-4 (KEERSMAECKER et

al., 2005). Esse gene pode ter sua expressão afetada por fatores celulares

como tensão de oxigênio, osmolaridade, pH e concentração de nutrientes

(BAJAJ et al., 1996).

O SSTT III atua carreando proteínas da bactéria ao citoplasma da

célula hospedeira, onde estas proteínas exercem uma reorganização da actina,

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facilitando o processo de endocitose bacteriano (GALAN, 2000). A proteína

AvrA (“Avirulence”) é produzida pelo SSTT III. O gene avrA está localizado na

IP1 e possui a função de induzir a apoptose celular (ZHANG et al., 2002).

O gene sopE codifica a proteína SOP que estimula deformações na

parede celular, facilitando a invasão bacteriana (MIRMOMENI et al., 2008). No

interior da célula hospedeira, esta proteína ativa os sistemas Cdc42 e Rac que

promovem um rearranjo do citoesqueleto de actina e a produção de citosinas

pré-inflamatórias que facilitam a entrada bacteriana (GALAN, 1999).

Algumas salmonelas (Salmonella Pullorum, Salmonella Gallinarum,

Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium, Salmonella Dublin e

Salmonella Colerasuis) possuem genes plasmidiais como o spv (“Salmonella

Plasmid Virulence”) que auxilia na colonização de órgãos como o baço e o

fígado (WOODWARD et al., 1989).

Existem salmonelas que podem trocar grupos de cromossomos

entre si, conferindo-lhes vantagens seletivas como resistência bacteriana. Os

genes produzidos por estes cromossomos ficam em regiões específicas,

denominadas ilhas genômicas (SOLNICK & YOUNG, 2002). Dependendo da

função exercida, estas ilhas podem ser designadas como “ilhas de

patogenicidade” (IPS), “pathogenic islands” (PAI’s), “ilhas de simbiose”, “ilhas

de resistência” ou “ilhas metabólicas”, sendo que algumas dessas podem ser

encontradas em bactérias não patogênicas (HENTSCHEL & HACKER, 2001).

2.6 Pulorose e tifo aviário

Quando ao genoma, Salmonella enterica serovar Gallinarum possui

4659 Mpb e 309 pseudogenes, e Salmonella enterica serovar Enteritidis possui

4686 Mpb e 113 pseudogenes, evidenciando assim que embora a Salmonella

Gallinarum possua um menor número de pares de base, esta bactéria possui

maior número de pseudogenes comparado ao da Salmonella Enteritidis e a de

outras salmonellas como Salmonella enterica serovar Typhi que possui 204

pseudogenes e Salmonella enterica serovar Typhimuirum que apresenta 25

pseudogenes (THOMSON et al., 2008).

Essa presença reduzida de genes da Salmonella Gallinarum é um

possível indicativo de que a sobrevida no interior dos macrófagos infectados

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requer menos genes para instalação da infecção sistêmica do que para

produção de doença entérica. Com isso espera-se que a Salmonella Pullorum

também possua um menor número de genes (OSMAN et al, 2009).

Os dois serovares (Pullorum e Gallinarum) possuem mutações nos

genes glgA e glgB, o que pode estar associado com a incapacidade desses

serovares em produzirem glicogênio. A produção de glicogênio está associada

com a capacidade invasiva de outras bactérias do gênero Salmonella, visto que

esta reserva energética é utilizada na produção de biofilmes pela Salmonella

Enteritidis e permite a sobrevivência bacteriana em condições de restrição de

nutrientes (McMEECHAN et al., 2005).

Salmonella Gallinarum possui uma mutação no gene speC que

poderia explicar sua incapacidade de descarboxilar a ornitina. Esta mesma

Salmonella possui mutação no gene bcsG, o qual, assim como os genes

anteriormente citados, também está associado com a formação de biofilmes na

Salmonella Enteritidis. Esta mutação pode ser um dos fatores relacionados à

baixa sobrevivência da Salmonella Gallinarum fora do hospedeiro (THOMSON

et al., 2008).

Salmonella Gallinarum possui o gene fliC responsável pela

expressão da flagelina, porém este serovar apresenta cinco mutações nos

genes cheM, flhA, flhB, flgK e flgI distribuídos em dois locos gênicos, os quais

estão envolvidos na síntese da estrutura flagelar. Como resultado dessa

ausência flagelar, tanto Salmonella Gallinarum quanto Salmonella Pullorum são

imóveis (IQBAL et al., 2004).

2.7 Salmonella enterica serovar Schwarzengrund

O serovar Schwarzengrund há alguns anos vem adquirindo

significativa importância no cenário mundial, em função da sua crescente

prevalência associada com surtos de toxinfecção humana, recirculação do

serovar na cadeia animal e humana, além dos possíveis riscos associados à

resistência antimicrobiana e a significância de genes de resistência

transferíveis à cadeia alimentar humana. Este serovar foi relatado em diversos

países e alguns destes relatos serão abordados a seguir.

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Em março de 1952, foi constatada diarreia severa e enterite leve em

perus de nove dias de idade em uma fazenda com 13 mil perus no sul de

Indiana (EUA). Em dez semanas estas aves apresentaram elevada mortalidade

(217, 327, 117, 93, 28, 14, 14, 12 e 14 por semana). Este foi considerado o

segundo caso de isolamento de Salmonella enterica serovar Schwarzengrund

(HENDERSON, 1952).

Foram coletadas e analisadas 336 amostras de conteúdo cecal de

frangos de corte, as quais foram positivas para Salmonella sp., sendo

identificados oito serovares, que são Salmonella Blockey (72%), Salmonella

Hadar (17,90%), Salmonella Bredeney (4,5%), Salmonella Schwarzengrund

(2,7%), Salmonella Anatum 1,2%), Salmonella Enteritidis (0,9%), Salmonella

Ohio (0,6%) e Salmonella Livingstone (0,3%). Posteriormente, foram realizadas

análises nas aves da mesma propriedade e estes mesmos serovares foram

identificados. Salmonella Typhimurium e Salmonella Enteridis foram isoladas

também em amostras de casca de ovo coletadas no incubatório que fornecia

os pintinhos à propriedade (LIMAWONGPRANNE et al., 1999).

Na Tailândia foram analisadas amostras positivas para Salmonella

sp., as quais foram coletadas entre os anos de 1993 e 2002. Destas amostras

44.087 foram isoladas de humanos e 26.148 foram isoladas de outras fontes.

Os resultados da pesquisa evidenciaram um aumento dos casos de toxinfecção

alimentar associada à Salmonella enterica serovar Schwarzengrund em

humanos (BANGTRAKULNONTH et al., 2004).

Estudos realizados em um abatedouro frigorífico utilizando 174

suabes coletados das penas de perus antes da depenagem e de sua

respectiva carcaça após a depenagem, bem como suabes da água do “chiller”

e dos “dedos” da depenadeira evidenciaram que Salmonella sp. pode ser

transferida das penas à carcaça das aves e que este mecanismo pode ser

favorecido pela bactéria que fica retida nos dedos e na água da depenagem,

contaminando assim a carcaça. As salmonelas isoladas neste estudo foram

Salmonella Schwarzengrund, Salmonella Hadar, Salmonella Muenster,

Salmonella Tyhimurium, Salmonella Heidelberg e Salmonella Bredeney (NDE

et al., 2007).

Na região central de Mato Grosso do Sul, foram realizadas análises

com 134 suabes de cama de aviários de frango de corte e 132 amostras de

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carcaças de frango, vísceras e água do “chiller” provenientes de abatedouros

obtendo como resultado a presença de 11,28% das 257 amostras positivas

para Salmonella sp., sendo que 1,95% das amostras positivas eram

provenientes do campo e 9,33% eram provenientes do abatedouro. O serovar

mais isolado foi Salmonella enterica serovar Schwarzengrund (4,28%),

seguidos da Salmonella Typhimurium (1,94%), Salmonella Corvallis (1,55%),

Salmonella Enteritidis (1,16%), Salmonella enterica subespécie enterica

(O:4,5:-:1,2) (1,16%), Salmonella Senftenberg (0,77%) e Salmonella

Livingstone (0,38%) (BONI et al., 2011).

Foram analisadas, quanto à resistência a antimicrobianos, 29

amostras de isolados de Salmonella enterica serovar Schwarzengrund,

oriundas do Japão. Destas amostras, 19 eram oriundas de frango de corte e 10

eram de carne de frango. Todas as amostras apresentaram resistência a

sulfametazina. Apenas uma amostra oriunda de frangos de corte apresentou

resistência ao ácido nalidíxico. 11 dos 19 isolados de frango de corte e seis dos

dez isolados de carne de frango apresentaram resistência a

dihidroestreptomicina, kanamicina, oxitetraciclina, trimetropim e

sulfadimetoxina. Também foi evidenciado que a resistência apresentada nas

amostras de frango de corte é geneticamente idêntica aos apresentados pela

carne de frango (ASAI et al., 2009).

Outro estudo realizado no Japão com um número maior de amostras

(288 amostras fecais) de isolados de Salmonella sp., de frango de corte

coletados entre os anos de 2007 e 2010, detectaram a presença da bactéria

em 248 (86,1%) amostras de frangos de corte. Os principais serovares isolados

foram Salmonella Infantis, Salmonella Manhattan e Salmonella

Schwarzengrund, sendo que Salmonella Infantis foi isolada em todas as

regiões analisadas e as demais foram isoladas principalmente na região

ocidental do Japão. Estas bactérias apresentaram elevada resistência

antimicrobiana a oxitetraciclina (90,2%), dihidrostreptomicina (86,7%) e

ampicilina (36,5%), sendo que vários isolados eram multirresistentes. Dos

isolados, 26,3% foram resistentes ao ceftiofur, embora esse antimicrobiano

seja proibido no Japão (SASAKI et al., 2012).

Em Taiwan, foram analisados 798 isolados de Salmonella sp.

coletados de amostras clínicas humanas obtidas em vários hospitais e

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observou-se que 48,5% das amostras eram resistentes à ampicilina, 55,3% ao

cloranfenicol, 59% à estreptomicina, 68% ao trimetroprim e 67% à tetraciclina,

sendo que algumas cepas como Salmonella Typhimurium, eram resistente aos

cinco antimicrobianos. Salmonella Choleraesuis e Salmonella Schwarzengrund

apresentaram elevada resistência à fluorquinolona e multirresistência a outros

antimicrobianos (LAUDERDALE et al., 2006).

Salmonella enterica serovar Schwarzengrund foi isolada em

humanos (30 isolados) e em alimentos de origem animal em Taiwan. Foram

analisadas 508 amostras de carne de frango obtidas de diferentes mercados

tradicionais de Taiwan, coletadas entre os anos de 2000 e 2006. Destas

amostras, foram isoladas 228 cepas de Salmonella sp. da carne de frango,

representando 30,5% de contaminação na carne crua de frango. No mesmo

período foram isoladas 30 cepas de Salmonella sp. de humanos. De todos os

serovares isolados, a Salmonella Schwarzengrund representou 39,3% na carne

crua e 2,8% em humanos. Estes serovares foram testados quanto à resistência

antimicrobiana com 24 diferentes fármacos e apresentaram resistência a vários

antimicrobianos, tais como ampicilina, gentamicina, estreptomicina,

kanamicina, tetraciclina, ácido nalixidine, trimetoprim de sulfametaxona e

cloranfenicol. No estudo concluiu-se que esta resistência pode ser ocasionada

pelo uso abusivo de antimicrobianos tanto para humanos quanto para aves,

além do fato de haver transmissão do serovar entre humanos e animais (CHEN

et al., 2010). Este resultado deve ser considerado quanto ao risco de

transferência de genes de resistência à cadeia alimentar humana.

Novos estudos realizados em Taiwan, objetivando estudar melhor o

serotipo Schwarzengrund, que apresentou multirresistência a vários

antimicrobianos, analisaram 173 cepas desta Salmonella isoladas de 417

amostras de carne de frango, coletadas entre os anos de 2000 e 2005 e

obtidas de mercados da região. Por meio da utilização da técnica de

eletroforese de campo pulsado (PFGE) com a digestão das enzimas Xbal e

Avrll obtiveram 23 e 16 padrões respectivamente, os quais, quando

combinados apresentaram 47 subtipos, sendo os principais X3A2, X1A2 e

X2A1. Tais resultados evidenciaram que o repetido aparecimento de alguns

dos principais subtipos das cepas de Salmonella Schwarzengrund isolados nos

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anos da pesquisa pode ser decorrente da recirculação destas cepas no

mercado varejista deste país (CHEN et al., 2011).

No mesmo país, foram utilizadas cepas coletadas entre os anos de

2000 e 2006, foram testadas mais 466 cepas de Salmonella enterica serovar

Schwarzengrund, sendo 232 isolados de carne de frango e 234 isolados de

humanos. Utilizando a técnica em gel de campo pulsado (PFGE) com a

utilização da enzima Xbal obtiveram 110 padrões do PFGE, sendo que 21

foram obtidos de isolados comuns de carne de frango e amostras humanas.

Como a cepa tipo ACSSXTT-R (de grande preocupação mundial) foi a mais

isolada no trabalho (74,5% das amostras), as amostras foram re-analizadas

utilizando digestão com enzima Avrll, seguida de PFGE e PCR direcionadas

para 10 genes de virulência bacteriana: avrA, ssaQ, mgtC, siiD, sopB, gipA,

sodC1, sopE1, spvC, e bcfC. As cepas analisadas apresentam como genes de

virulência comum o avrA, ssaQ, mgtC, siiD,sopB e bcfC. Em contraste,

nenhuma das amostras apresentou os genes de virulência plasmidial spvC e

gipA (CHEN et al., 2012).

Em 21 estados dos Estados Unidos, foram analisados durante um

período de três anos, 79 pacientes oriundos de um surto e observou-se que as

pessoas podiam se contaminar com Salmonella entercia serovar

Schwarzengrund quando ingeriam alimentos secos (ração) contaminados com

esta bactéria e destinados à alimentação dos animais (cães e gatos). As

crianças com até dois anos foram as mais acometidas, representando 48% dos

casos de contaminação (BEHRAVESH et al., 2010).

Nesse mesmo país, foi realizado um estudo objetivando pesquisar

um surto de infecção ocasionado por salmonelas resistentes as

fluoroquinolonas em duas casas de repouso e um hospital localizado em

Oregon. Foi isolado Salmonella enterica serovar Schwarzengrund entre os

anos de 1996 e 1998, de amostras de fezes, urina e feridas cutâneas presentes

no corpo dos pacientes. Os isolados apresentaram padrões semelhantes em

PFGE (eletroforese de campo pulsão) e mutações no gene gyrA (OLSEN et al.,

2001).

A resistência desta bactéria às fluoroquinolonas presentes nos

alimentos importados foi estudada por Akiyama & Khan (2011) que concluíram

que alguns estipes (30 e 487) que eram suscetíveis à ciprofloxacina

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apresentavam mutações no gene gyrA, enquanto estipes resistentes (75) a

este antimicrobiano apresentavam dupla mutação no mesmo gene. A alta

resistência a esse fármaco foi relacionada com o aumento da expressão do

gene ramA, visto que estirpe 75 apresentava uma deleção de 315 bp no gene

ramr, o qual é responsável pela regulação da expressão do gene ramA. A

super expressão do gene ramA pode ser relacionada com a perda do gene

ramR, o qual diminui a concentração inibitória mínima à ciprofloxacina de 48

para 24 mg/L.

Na Tunísia, 37 isolados de Salmonella enterica, oriundos de

amostras de carne de aves foram analisadas, detectando elevada resistência

(32,4% a 89,2%) à ampicilina, sulfonamidas, tetraciclina, ácido nalidíxico e

estreptomicina e menor resistência (2,7% a 18,9%) à amoxicilina, ácido

clavulânico, canamicina, amicacina, trimetoprim, sulfametoxazol e cloranfenicol.

Todos os isolados apresentaram sensibilidade à ceftazidima, cefotaxima,

gentamicina e ciprofloxacina. Alguns isolados de Salmonella Schwarzengrund

apresentaram os genes: gacH, dfrA1b, aadA1b, catB2 e o promotor (PcH1TTN-10

registrado no GenBank acesso n° HQ874651) (SOUFI et al., 2012).

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3. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Salmonelas são graves problemas de saúde pública humana e

animal, visto que estão associadas com surtos de toxinfecção alimentar

humana e infecção animal em todo o mundo. As aves são espécies animais

susceptíveis a infecção por vários serovares, o que pode ocasionar

mortalidade, perdas produtivas e prejuízos econômicos significativos.

As aves possuem vários mecanismos de defesa contra a infecção

bacteriana, porém, as bactérias também possuem mecanismo que lhe

possibilitam infectar e sobreviver no interior das células dos hospedeiros,

ocasionando infecção localizada no trato gastrointestinal ou infecção sistêmica.

Salmonella enterica serovar Schwarzengrund está adquirindo

importância no cenário mundial, visto que, nos últimos anos esta sendo a

bactéria mais associada com casos de toxinfecção alimentar e está sendo

isolada de alimentos de origem animal nos países asiáticos. Esta bactéria

também está associada a surtos de toxinfecção em humanos em outros países

como EUA e foi isolada de produtos animais em algumas regiões do Brasil

como no estado de Goiás.

O conhecimento sobre os genes de virulência, resistência a

antimicrobianos e transferência para à cadeia alimentar pode contribuir para o

controle desta bactéria nos sistemas de produção, meio ambiente e cadeia

alimentar.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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12. BEHRAVESH, C. B.; FERRARO, A.; DEASY III, M.; DATO, V.; MOLL, M.; SANDT, C.; REA, N. K.; RICKERT, R.; MARRIOTT, C.; WARREN, K.; URDANETA, V.; SALEHI, E.; VILLAMIL, E.; AYERS, T.; HOEKSTRA, R. M.; AUSTIN, J. L.; OSTROFF, S.; WILLIAMS, I. T. Human Salmonella Infections Linked to Contaminated Dry Dog and Cat Food 2006-2008. Pediatrics. v. 128, n. 3, p. 477-483, 2010. 13. BERCHIERI JÚNIOR, A.; FREITAS NETO, O. C. Salmoneloses. In: BERCHIERI JÚNIOR, A.; SILVA, E. N.; DI FÁBIO, J.; SESTI, L.; ZUANAZE, M. A. F. Doenças das aves, 2ª edição, Ed. FACTA, Campinas, 2009. 14. BONI, H. F. K.; CARRIJO, A. S.; FASCINA, V. B. Ocorrência de Salmonella spp. em aviários e abatedouro de frangos de corte na região central de Mato Grosso do Sul. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal. v.12, n.1, p.84-95, 2011. 15. BROOKS, G. F.; CARROLL, K.C.; BUTEL, J. S.; MORSE, S. A.; Jawetz, Melnick e Adelberg: Microbiologia Médica. 24 ed. Rio de Janeiro: McGraw Hill, 820p, 2009. 16. CARVALHO, A. C. F. B.; CORTEZ, A. L. L. Salmonella spp. em carcaças, carne mecanicamente separada, lingüiças e cortes comerciais de frango. Ciência Rural. v. 36, n. 6, p. 1465-1468, 2005. 17. CDC – CENTERS FOR DISEASE CONTROL AND PREVENTION. Emerging Infectious Diseases Journal – Scientific Nomeclature, 2013, Atlanta, EUA: CDC [online], versão 2.4. Disponível em: http://wwwnc.cdc.gov/eid/pages/scientific-nomenclature.htm. Acesso em 04 out 2013. 18. CHEN, M. H.; WANG, S. W.; HWANG, W. Z.; TSAI, S. J.; HSIH, Y. C.; CHIOU, C. S.; TSEN, H. Y. Contamination of Salmonella Schwarzengrund cells in chicken meat from traditional marketplaces in Taiwan and comparison of their antibiograms with those of the human isolates. Poultry Science. v. 89, p. 359-365, 2010. 19. CHEN, M. H.; HWANG, W. Z.; WANG, S. W.; SHIH, Y. C.; TSEN, H. Y. Pulsed field gel electrophoresis (PFGE) analysis for multidrug resistant Salmonella enterica serovar Schwarzengrund isolates collected in six years (2000e2005) from retail chicken meat in Taiwan. Food Microbiology. v. 28, p. 399-405, 2011. 20. CHEN, M. H.; CHIOU, C. S.; CHIANG, Y. C.; CHEN, P. H.; TSAI, S. W.; TSEN, H. Y. Comparison of the pulsed field gel electrophoresis patterns and virulence profiles of the multidrug resistant strains of Salmonella enterica serovar Schwarzengrund isolated from chicken meat and humans in Taiwan. Food Research International. v. 45, p. 978–983, 2012.

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