American crocodiles (Crocodylus acutus: Reptilia: Crocodilidae) visiting the facilities of a freshwater aquaculture of the Northern Pacific region, Costa Rica, carry tetracycline-resistant Escherichia coli

Abstract

Apex predators are exposed to antimicrobial compounds and resistant microbes, which accumulate at different trophic levels of the related ecosystems. The study aimed to characterize the presence and the antimicrobial resistance patterns of fecal Escherichia coli isolated from cloacal swab samples obtained from wild-living American crocodiles (Crocodylus acutus) (n = 53). Sampling was conducted within the distinctive context of a freshwater-intensive aquaculture farm in Costa Rica, where incoming crocodiles are temporarily held in captivity before release. Phenotypic antimicrobial susceptibility profiles were determined in all isolates, while resistant isolates were subjected to whole-genome sequencing and bioinformatics analyses. In total, 24 samples contained tetracycline-resistant E.coli (45.3%). Isolates carried either tet(A), tet(B), or tet(C) genes. Furthermore, genes conferring resistance to ß-lactams, aminoglycosides, fosfomycin, sulfonamides, phenicol, quinolones, trimethoprim, and colistin were detected in single isolates, with seven of them carrying these genes on plasmids. Genome sequencing further revealed that sequence types, prevalence of antibiotic resistance carriage, and antibiotic resistance profiles differed between the individuals liberated within the next 24 h after their capture in the ponds and those liberated from enclosures after longer abodes. The overall presence of tetracycline-resistant E. coli, coupled with potential interactions with various anthropogenic factors before arriving at the facilities, hinders clear conclusions on the sources of antimicrobial resistance for the studied individuals. These aspects hold significant implications for both the aquaculture farm’s biosecurity and the planning of environmental monitoring programs using such specimens. Considering human-crocodile conflicts from the One Health perspective, the occurrence of antimicrobial resistance underscores the importance of systematical surveillance of antibiotic resistance development in American crocodiles.Los depredadores ápice están expuestos a compuestos antimicrobianos y microbios resistentes, que se acumulan en distintos niveles tróficos de los ecosistemas relacionados. El objetivo del estudio era caracterizar la presencia y los patrones de resistencia a los antimicrobianos de Escherichia coli fecal aislada a partir de muestras de frotis cloacales obtenidas de cocodrilos americanos (Crocodylus acutus) en libertad (n = 53). El muestreo se llevó a cabo en el contexto característico de una granja de acuicultura de agua dulce intensiva en Costa Rica, donde los cocodrilos que llegan son mantenidos temporalmente en cautividad antes de ser liberados. Se determinaron los perfiles fenotípicos de susceptibilidad a los antimicrobianos de todos los aislados, mientras que los aislados resistentes se sometieron a secuenciación del genoma completo y análisis bioinformáticos. En total, 24 muestras contenían E. coli resistente a la tetraciclina (45,3%). Los aislados eran portadores de genes tet(A), tet(B) o tet(C). Además, se detectaron genes que conferían resistencia a ß-lactámicos, aminoglucósidos, fosfomicina, sulfonamidas, fenicol, quinolonas, trimetoprim y colistina en aislados individuales, siete de los cuales portaban estos genes en plásmidos. La secuenciación del genoma reveló además que los tipos de secuencia, la prevalencia de portadores de resistencia a los antibióticos y los perfiles de resistencia a los antibióticos diferían entre los individuos liberados en las 24 h siguientes a su captura en los estanques y los liberados de los recintos tras estancias más prolongadas. La presencia general de E. coli resistente a la tetraciclina, unida a las posibles interacciones con diversos factores antropogénicos antes de llegar a las instalaciones, impide extraer conclusiones claras sobre las fuentes de resistencia a los antimicrobianos de los individuos estudiados. Estos aspectos tienen implicaciones significativas tanto para la bioseguridad de las granjas acuícolas como para la planificación de programas de vigilancia ambiental con estos especímenes. Considerando los conflictos entre humanos y cocodrilos desde la perspectiva de «Una sola salud», la aparición de resistencia a los antimicrobianos subraya la importancia de la vigilancia sistemática del desarrollo de resistencia a los antibióticos en los cocodrilos americanos.