Antimicrobial resistance and genetic diversity of Campylobacter spp. isolated from broiler chicken at three levels of the poultry production chain in Costa Rica

Abstract

Campylobacter spp. are considered the most common bacterial cause of human gastroenteritis, one of the four main causes of diarrheal disease worldwide, and they are one of the main foodborne pathogens causing hospitalizations and deaths. Here, 148 strains of Campylobacter spp. isolated from poultry at farms, processing plants, and retail stores in Costa Rica were examined for resistance to six antibiotics. An agar dilution test was used to determine the MIC and susceptibility profiles against doxycycline, ciprofloxacin, nalidixic acid, enrofloxacin, chloramphenicol, and erythromycin. In addition, a pulsed-field gel electrophoresis analysis was carried out to determine the genotype relatedness of a representative subset of the isolates. Approximately 136 (92%) of the 148 analyzed isolates showed resistance to the tested drugs. Nalidixic acid, ciprofloxacin, and enrofloxacin were the antibiotics for which resistance occurred most frequently (91.2, 85.8, and 85.8%, respectively); followed by doxycycline (25.0%), chloramphenicol (5.4%), and erythromycin (2.7%). The profile conferring only resistance to quinolones was the most frequently found, and only 2.0% of the isolates showed resistance to quinolones and macrolides simultaneously. Results showed a high frequency of resistant Campylobacter spp. strains and evidenced the distribution, selection, and circulation of resistant strains along the poultry chain from farms to consumers. Cross-contamination and resistance seem to play important roles in the dissemination of these strains at specific points of the poultry chain, even when control measures are being taken. The establishment of effective surveillance and control strategies represents an essential tool for foodborne diseases mitigation. The rational use of antibiotics, especially those still showing efficacy, should be a priority in both human and veterinary medicine to contain the progress of this phenomenon and its consequences.

Campylobacter spp. se considera la causa bacteriana más común de gastroenteritis humana, una de las cuatro principales causas de enfermedad diarreica en todo el mundo, y es uno de los principales patógenos transmitidos por los alimentos que causan hospitalizaciones y muertes. En este trabajo se examinaron 148 cepas de Campylobacter spp. aisladas de aves de corral en granjas, plantas de procesamiento y tiendas minoristas de Costa Rica para determinar su resistencia a seis antibióticos. Se utilizó una prueba de dilución en agar para determinar la CIM y los perfiles de susceptibilidad a la doxiciclina, la ciprofloxacina, el ácido nalidíxico, la enrofloxacina, el cloranfenicol y la eritromicina. Además, se llevó a cabo un análisis de electroforesis en gel de campo pulsado para determinar el parentesco genotípico de un subconjunto representativo de los aislados. Aproximadamente 136 (92%) de los 148 aislados analizados mostraron resistencia a los fármacos probados. El ácido nalidíxico, la ciprofloxacina y la enrofloxacina fueron los antibióticos a los que se presentó resistencia con mayor frecuencia (91,2, 85,8 y 85,8%, respectivamente), seguidos de la doxiciclina (25,0%), el cloranfenicol (5,4%) y la eritromicina (2,7%). El perfil que confiere sólo resistencia a las quinolonas fue el más frecuente, y sólo el 2,0% de los aislados mostraron resistencia a las quinolonas y los macrólidos simultáneamente. Los resultados mostraron una elevada frecuencia de cepas resistentes de Campylobacter spp. y evidenciaron la distribución, selección y circulación de cepas resistentes a lo largo de la cadena avícola, desde las granjas hasta los consumidores. La contaminación cruzada y la resistencia parecen desempeñar un papel importante en la diseminación de estas cepas en puntos específicos de la cadena avícola, incluso cuando se toman medidas de control. El establecimiento de estrategias eficaces de vigilancia y control representa una herramienta esencial para la mitigación de las enfermedades transmitidas por los alimentos. El uso racional de los antibióticos, sobre todo de los que aún muestran su eficacia, debería ser una prioridad tanto en medicina humana como veterinaria para contener el avance de este fenómeno y sus consecuencias.