Isolamento, caracterização e aplicação de bacteriófago lítico (SM1) como biocontrolador de Salmonella em cama de aviário

Abstract

Mais de 70% das doenças emergentes e reemergentes são zoonóticas. O gênero Salmonella deve ser destacado, sendo causador de impactos na saúde humana e animal, em especial na produção de aves e na economia do do Brasil, como um dos principais exportadores de tal fonte proteica animal. Desde a descoberta dos bacteriófagos, estes têm sido aplicados com sucesso no controle bacteriano, apresentando-se como alternativas para o controle de Salmonella em áreas de produção de aves. Desta forma, o presente trabalho visou controlar contaminações de Salmonela enterica Enteritidis em camas de aviário com o uso de um bacteriófago isolado de dejeto suinícola da pecuária brasileira. Amostras de dejetos de suínos distribuídas na cidade de Concórdia, na Região Oeste de Santa Catarina, Brasil, foram usadas para o isolamento de bacteriógafos líticos, utilizando a técnica de placa de duplo-ágar, quantificando-o em unidades formadoras de placa (UFP). O bacteriófago SM1 (?Swine manure?), pertencente à Ordem Caudovirales e Família Siphoviridae, foi obtido e propagado, demonstrando capacidade lítico em até 3 h de cultivo frente à S. Enteritidis e S. enterica Typhimurium em cultivo in vitro. Para avaliar a capacidade do bacteriófago SM1 reduzir Salmonella em camas de aviárias, dois conjuntos experimentais foram executados: No primeiro, avaliou-se a estabilidade do bacteriófago SM1 (concentração 1,8 × 106 UFP mL-1) em camas de aviários em função do tempo de exposição (dias), por até 35 dias, pensando-se em um ciclo de produção de aves, do alojamento até preparação para o abate. Tais camas eram oriundas de 1, 3, 6 e 9 lotes de produção, sendo todas estas alcalinizadas à campo em escala real com adição de 10% de calcário. Ainda, camas de 9 lotes de produção (prontas para serem removidas dos galpões de criação), foram suplementadas com aditivo de 10% de cascas de ovos (v/v), para fins de secagem e valoração como biofertilizantes. No segundo conjunto experimental, camas de aviários com 6 lotes de ciclos de produção foram contaminadas artificialmente com 2,5 × 105 UFC mL-1 de S. Enteritidis e tratada com bacteriófago SM1, nas quais o primeiro tratamento (T1) foi realizado aplicando-se por gotejamento 1,8 × 106 UFP mL-1 do bacteriófago SM1, sendo a redução de S. Enteritidis avaliada por até 12h; no segundo tratamento (T2) duas doses subsequentes de SM1 foram administradas por gotejamento às 6h e 12h após T1. Os resultados dos dois conjuntos experimentais, demonstraram que o bacteriófago SM1 manteve-se estável, sem apresentar tendência de decaimento nas camas de aviários testadas. Ainda, houve redução efetiva, em relação ao controle não tratado com o bacteriófago, de 3Logs10 UFC/g de S. Enteritidis após 6h após sua administração no T1. No entanto, observou-se recrescimento bacteriano de 1,5 Log UFC/g 8h após tal administração, evidenciando a necessidade de segunda aplicação do baceriófago. Após a segunda administração, o T2 foi capaz de controlar 3Logs10 UFC/g de S. Enteritidis, em relação ao controle não tratado com tal biocontrolador, sem observação de recrescimento bacteriano e total eliminação da carga bacteriana testada. Este estudo destaca a eficiência do bacteriófago SM1 no controle de S. Enteritidis em camas de aviários, podendo este ser explorado para outras matrizes ambientais. Também se ressalta a necessidade de escalonamento experimental e testagem de diferentes doses bacteriofágicas para fins de controle absoluto de Salmonella na atividade de produção avícola, assegurando a ausência de recrescimento bacteriano e qualidade sanitária de camas de aviários a serem recicladas para biofertilização.

Abstract: More than 70% of emerging and reemerging diseases are zoonotic. The genus Salmonella should be highlighted, causing impacts on poultry production and on the economy related to such activity. Since the discovery of bacteriophages, they have been successfully applied in bacterial control, presenting themselves as alternatives for the control of Salmonella in areas of poultry production. Thus, the present work aimed to control contamination of Salmonella e. Enteritidis in poultry litter using a bacteriophage isolated from agricultural waste. For such, samples from swine farms distributed in the West Region of Santa Catarina, Brazil, were used for the isolation of bacteriophages, using the double-agar plate technique. The bacteriophage SM1, belonging to the Order Caudovirales and Family Siphoviridae, was isolated and propagated, showing lytic potential, against S. Enteritidis and S. Typhimurium. Two experimental sets were performed: In the first one, the stability of bacteriophage SM1 (1.8 × 106 PFU mL-1) was evaluated in poultry litter as a function of the exposure time in days, for up to 35 days. Such litter came from 1, 3, 6 and 9 production flocks, all alkalinized at the field on a full scale with the addition of 10% lime. In addition, beds from 9 production flocks (ready to be removed from the breeding sheds) were treated with an additive of 10% eggshells (v/v), for the purposes of alkalinization, drying and valuation as biofertilizers. In the second experimental set, poultry litter with 6 production flocks were artificially contaminated with 2.5 × 105 CFU mL-1 of S. Enteritidis and treated with bacteriophage SM1. The first treatment (T1) was carried out by applying by dripping 1.8 × 106 PFU mL-1 of bacteriophage SM1, the reduction of S. Enteritidis being evaluated for up to 12h; In the second treatment (T2), two subsequent doses of SM1 were administered by dripping at 6h and 12h after T1. The bacteriophage SM1 remained stable, with no tendency to decay in any of the poultry litter tested. The bacteriophage SM1 was able to control 3Logs10 CFU/g of S. Enteritidis 6h after its application (T1). However, bacterial regrowth of 1.5 Log10 CFU/g 8h after T1 administration was observed, demonstrating the need for re-treatment. Thus (T2), was conducted after 6h and 12h of T1, controlling 3Logs10 CFU/g of S. Enteritidis, without observation of bacterial regrowth. The present study highlights the potential use of the bacteriophage SM1 applied to the control of S. Enteritidis in poultry litter, which can be applied to other environmental matrices. Also, the need for experimental investigation and improvement of phage activity for the purpose of absolute Salmonella control in poultry husbandry are main steps for further phage environmental applications.