Epidemiology and antimicrobial resistance of Salmonella spp. and Campylobacter spp. from wild birds and poultry reared outdoors

Abstract

Campylobacter i Salmonella són els bacteris enteropatogens transmesos pels aliments més importants a nivell mundial. Les infeccions causades per aquests bacteris representen un greu problema econòmic i de salut pública. Ambdós bacteris tenen la capacitat d’infectar diferents espècies d’animals domèstics i silvestres. El contacte proper entre aquests animals i l’home és un factor de risc d’infeccions humanes. Tot i així, hi ha poques dades sobre la incidència, susceptibilitat antimicrobiana i diversitat genètica de Campylobacter i Salmonella en aus silvestres i aus de corral criades a l’aire lliure al sud d’Europa. Per aquest motiu es va realitzar un ampli mostreig amb la finalitat d’avaluar quina és la contribució de les aus domèstiques (aus de corral criades a l’aire lliure) i silvestres (ànecs i gavines) en l’epidemiologia i resistència antimicrobiana de Salmonella spp. i Campylobacter spp. a l’àrea del Mediterrani occidental i Atlàntic oriental. En aquests estudis vam trobar que les aus de cria a l’aire lliure i algunes espècies d’ànecs i gavines (en especial la gavina corsa) són un reservori important de Campylobacter. L’espècie de Campylobacter aïllada amb més freqüència en aus domèstiques i gavines va ser C. jejuni, en canvi en els ànecs ho va ser C. coli. D’altra banda, ni les aus de cria a l’aire lliure ni els ànecs són reservoris importants de Salmonella spp., mentre que les gavines (gavina corsa i gavià argentat) són reservoris importants d’aquest patogen. Es van aïllar una gran diversitat de serotips de Salmonella procedents de gavines, alguns d’ells de gran importància per a la salut pública. A la majoria de les colònies de gavines estudiades s’hi van aïllar S. Enteriditis i S. Typhimurium, els dos serotips més importants que causen malalties transmeses per aliments a l’home. És destacable la diferència entre les diferents espècies d’aus portadores de Campylobacter o Salmonella. Les espècies amb hàbits copròfags i/o carronyers van presentar una gran prevalença d’aquests bacteris. Les aus silvestres no entren en contacte amb antimicrobians de manera natural. No és sorprenent, doncs, que tots els aïllats de Campylobacter procedents d’ànecs fossin susceptibles a tots els antimicrobians estudiats. En canvi, les soques de Salmonella i Campylobacter aïllades de gavines i aus de cria a l’aire lliure van presentar resistència a diversos antimicrobians. Les resistències principals van ser a fluoro(quinones) i a tetraciclines, cosa que representa un problema de salut pública important ja que són els agents més utilitzats per a tractar infeccions entèriques humanes. Es va avaluar la diversitat genètica de Campylobacter i Salmonella mitjançant ERIC-PCR i PFGE. La gran diversitat de soques de Campylobacter i Salmonella trobades en aus silvestres suggereix l’existència de més d’una font d’infecció. Per altra banda, en diverses ocasions es va detectar la mateixa soca de Salmonella en diferents colònies i espècies de gavines. Aquest resultat suggereix un origen comú de la infecció o una dispersió de soques de Salmonella mitjançant moviments migratoris o de dispersió de les gavines. La detecció del mateix patró PFGE de Salmonella Kottbus tant en aus domèstiques com en gavines suggereix l’existència d’una circulació d’aquests bacteris entre aus de granja i aus silvestres. Tot i així, calen més estudis per a confirmar-ho. Les dades proporcionades en aquesta tesi confirmen la importància de les aus domèstiques i silvestres com a portadores i disseminadores de Campylobacter i Salmonella així com de resistències antimicrobianes a l’ambient, al sud d’Europa. Cal millorar els esforços de vigilància i desenvolupar estratègies de control adequades per a reduir l’exposició de l’ésser humà a Campylobacter i Salmonella.

Campylobacter y Salmonella son las bacterias enteropatógenas transmitidas por los alimentos más importantes a nivel mundial. Las infecciones causadas por dichas bacterias representan un grave problema económico y de salud pública. Ambas bacterias tienen la capacidad de infectar distintas especies de animales domésticos y silvestres. El estrecho contacto entre éstos y el hombre constituye un riesgo de infecciones humanas. Sin embargo, hay pocos datos sobre la incidencia, susceptibilidad antimicrobiana y diversidad genética de Campylobacter y Salmonella en aves silvestres y aves de corral criadas al aire libre en el sur de Europa. Por ello, se realizó un amplio muestreo con el fin de evaluar cuál es la contribución de las aves domésticas (aves de corral criadas al aire libre) y silvestres (ánades y gaviotas) en la epidemiología y resistencia antimicrobiana de Salmonella spp. y Campylobacter spp. en el área del Mediterráneo occidental y Atlántico oriental. En estos estudios encontramos que las aves de cría al aire libre y algunas especies de ánades y gaviotas (en especial las gaviotas de Audouin) son un reservorio importante de Campylobacter. La especie de Campylobacter aislada con más frecuencia en aves domésticas y gaviotas fue C. jejuni, mientras que en las ánades fue C. coli. Por el contrario, ni las aves de cría al aire libre ni las ánades constituyen un reservorio importante de Salmonella spp, mientras que las gaviotas (gaviota de Audouin y gaviota patiamarilla) son reservorios importantes de este patógeno. Se aislaron una gran diversidad de serotipos de Salmonella procedentes de gaviotas, algunos de ellos de gran importancia para la salud pública. En la mayoría de las colonias de gaviotas estudiadas se aislaron S. Enteriditis y S. Typhimurium, los dos serotipos más importantes que causan enfermedades transmitidas por los alimentos en humanos. Es destable la diferencia entre las distintas especies de aves portadoras de Campylobacter o Salmonella. Las especies con hábitos coprófagos y/o carroñeros presentaron una alta prevalencia de estas bacterias. Las aves silvestres no entran en contacto con antimicrobianos de manera natural. No es pues sorprendente que todos los aislados de Campylobacter procedentes de ànades fuesen susceptibles a todos los antimicrobianos estudiados. Sin embargo, las cepas de Salmonella y Campylobacter aisladas de gaviotas y aves de cría al aire libre presentaron resistencia a varios antimicrobianos. Las principales resistencias fueron a fluoro(quinolonas) y a tetraciclinas, lo que representa un problema de salud pública importante puesto que éstos son los agentes más usados para tratar infecciones entéricas humanas. Se evaluó la diversidad genética de Campylobacter y Salmonella mediante ERIC-PCR y PFGE. La gran diversidad de cepas de Campylobacter y Salmonella encontradas en aves silvestres sugiere la existencia de más de una fuente de infección. Por otro lado, en diversas ocasiones se detectó la misma cepa de Salmonella en diferentes colonias y especies de gaviotas. Este resultado sugiere un origen común de la infección o una dispersión de cepas de Salmonella mediante movimientos migratorios o de dispersión de las gaviotas. La detección del mismo patrón PFGE de Salmonella Kottbus tanto en aves domésticas como en gaviotas sugiere que existe una circulación de estas bacterias entre aves de granja y aves silvestres. Sin embargo, se necesitan más estudios para confirmarlo. Los datos proporcionados en esta tesis confirman la importancia de las aves domésticas y silvestres como portadoras y diseminadoras de Campylobacter y Salmonella así como de resistencias antimicrobianas al ambiente, en el sur de Europa. Es necesario mejorar los esfuerzos de vigilancia y desarrollar estrategias de control adecuadas para reducir la exposición del ser humano a Campylobacter y Salmonella.

Campylobacter and Salmonella are the most important foodborne enteropathogenic bacteria worldwide. Infections caused by these bacteria are of significant economic and public health concern. Both bacteria have the ability to infect a variety of domestic and wild animal species. The close contact between humans, domestic and wild animals is an important factor contributing to human infections with these bacteria. However, limited data exists on the occurrence, antimicrobial susceptibility and genetic diversity of Campylobacter and Salmonella in wild birds and poultry reared outdoors in southern Europe. Therefore, a wide sampling was performed in order to assess the contribution of domestic (poultry reared outdoors) and wild birds (waterfowl and seagulls) in the epidemiology and antimicrobial resistance of Salmonella spp. and Campylobacter spp. in the western Mediterranean and eastern Atlantic Ocean. In these studies, we found that poultry reared outdoors, as well as certain waterfowl species and seagulls (particularly Audouin’s gulls) are an important reservoir for Campylobacter. The most common Campylobacter species isolated from poultry reared outdoors and seagulls was C. jejuni, while from waterfowl was C. coli. On the contrary, poultry reared outdoors and waterfowl seems not to be an important reservoir of Salmonella spp, while seagulls (yellow-legged gulls and Audouin’s gulls) are important carriers of this pathogen. A great diversity of Salmonella serotypes was isolated from seagulls, some of them of important public health concern. The two most important serotypes causing human food-borne disease, S. Enteriditis and S. Typhimurium, were isolated in most of the studied seagull colonies. It is noteworthy the differences of Campylobacter or Salmonella carriage among different birds species. Those with coprophagic and/or scavenging habits showed a high occurrence of these bacteria. Wild birds do not naturally come into contact with antimicrobials. Thus, it was not surprising the susceptibility to all of the antimicrobials tested of all Campylobacter isolates from waterfowl. However, Salmonella and Campylobacter strains isolated from seagulls and poultry reared outdoors showed resistance to several antimicrobial agents. The main resistances found were to fluoro(quinolones) and tetracycline, which is of public health concern, since these agents are the ones of choice to treat enteric infections in humans. Genetic diversity of Campylobacter and Salmonella was assessed by ERIC-PCR and PFGE. The high diversity of Campylobacter and Salmonella strains found in wild birds suggests bird infections by multiple sources. On the other hand, several common Salmonella strains were detected in different seagull colonies and different seagull species (yellow-legged gull and Audouin’s gull). This finding suggests a common origin of infection or the contribution of seagulls to the spread of Salmonella strains by dispersal or migrating movements. The detection of the same PFGE pattern of Salmonella Kottbus in poultry reared outdoors and seagulls suggests a circulation of the bacteria between farm and wild birds. However, more studies are needed in order to confirm this. The data provided in this thesis highlights the importance of domestic and wild birds as carriers and dispersal agents of Campylobacter and Salmonella and antibiotic resistance traits to the environment, in southern Europe. An improvement of surveillance efforts and development of appropriate control strategies are needed in order to reduce Campylobacter and Salmonella exposure to humans.