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Publication
Backyard production systems in Portugal: exploring associated risk factors and antimicrobial resistance
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| Documento em Acesso Embargado até dia 31-01-2028. Tente solicitar cópia ao autor carregando no ficheiro | 2.1 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
The One Health approach recognizes that human, animal and environmental health are interconnected and aims to create effective solutions to complex problems. Animal production is associated with the spread of zoonoses and antimicrobial resistance (AMR) throughout the food chain and the environment. However, there is limited knowledge about the impacts of backyard animals raised for self-consumption. Backyard production systems (BPS) usually have poor biosecurity implementation, with several studies identifying a diverse community of zoonotic pathogens and AMR genes in those systems. Thus, the aim of this work was to evaluate the safety and impacts of Portuguese BPS, with specific focus on zoonoses and AMR. To achieve this, the first specific objective was to apply a questionnaire to BPS owners to obtain data on husbandry and biosecurity practices implemented in BPS. The second specific objective was to evaluate, through an innovative metagenomic methodology, the presence of zoonotic pathogens and AMR genes in fecal and soil samples from BPS that raise poultry, small ruminants and pigs. In the questionnaire, a total of 283 responses were analyzed, obtaining valuable data about the characteristics of BPS in Portugal, such as that 92% of BPS owners have backyard animals for the consumption of animal products, but only 28% have training in animal production or welfare. Also, neglect of biosecurity protocols and animal health measures were reported in some BPS. For example, 43% of respondents did not use personal protection equipment when handling animals and 83% did not isolate sick animals. Some practices that could promote pathogen and AMR dissemination to the environment and other productions systems were also reported, such the use of manure as fertilizer in 95% of BPS, backyard animals being exposed to the wildlife in 39% of BPS and carcass disposal in the house waste in 6.5% of BPS. For the metagenomic analysis, fecal and soil samples were collected from 2 Portuguese BPS and submitted to DNA extraction, amplification, library preparation and sequencing. According to the bioinformatics analysis, 18 zoonotic pathogens, including Escherichia coli, Enterococcus faecium and Bacteroides fragilis, and more than 100 AMR genes were identified in all the fecal samples. This is alarming considering the presence of pathogens and AMR genes in BPS could lead to infections with limited treatment options. Although the metagenomic technology employed in this project still needs to be validated and presents some limitations, it showed potential as a powerful tool for the surveillance of zoonotic pathogens and AMR in animal production systems. In conclusion, in accordance with a One health approach, this study indicates that the risks that husbandry and consumption of backyard animals represent to the public health, animal welfare and environment cannot be overlooked. Therefore, it is critical that measures to prevent the dissemination of zoonoses and AMR, such as more rigorous biosecurity protocols, should be implemented in BPS.
A abordagem de Uma Só Saúde reconhece a interconexão entre a saúde humana, animal e ambiental, visando soluções eficazes para problemas complexos, como a disseminação de doenças zoonóticas e a resistência aos antimicrobianos. As zoonoses são doenças transmitidas entre animais e humanos, afetando cerca de 2 mil milhões de pessoas anualmente em todo o mundo. Para além do impacto na saúde pública, esta doenças comprometem a produção animal e a conservação da vida selvagem. Neste contexto, as práticas adotadas na indústria alimentar animal têm grande impacto na distribuição de microrganismos patogénicos zoonóticos ao longo da cadeia alimentar, reforçando a importância da vigilância sanitária e da implementação de medidas de biossegurança para garantir a produção de alimentos seguros. A produção intensiva de animais e a sua comercialização estão sujeitas a uma legislação rigorosa para assegurar a segurança alimentar. No entanto, a criação caseira de animais, destinada ao consumo próprio, possui uma regulamentação mais limitada. Em Portugal, a criação caseira de animais é definida pela posse de animais para lazer ou consumo próprio, respeitando os limites de 100 aves, 80 coelhos, seis ovinos ou caprinos, quatro suínos, dois equinos e dois bovinos. A criação caseira desempenha um papel fundamental em regiões economicamente vulneráveis, assegurando alimento para muitas famílias rurais. No entanto, diversos estudos internacionais indicam que estes sistemas de produção caseira apresentam baixas taxas de adoção de medidas de biossegurança, como vacinação dos animais, uso de equipamentos de proteção pessoal, desinfeção das instalações, controlo de pragas e descarte adequado de carcaças. Para além disso, os animais são frequentemente criados ao ar livre, aumentando o risco de contato com outros animais criados na propriedade, aves selvagens e possíveis predadores, o que potencia a transmissão de microrganismos patogénicos. Estudos realizados em diferentes países confirmaram a presença de diversos agentes patogénicos em criações caseiras, reforçando os riscos associados à produção destes animais e o consumo dos seus produtos para a saúde pública. Adicionalmente, foi documentada a transmissão de microrganismos patogénicos de criações caseiras para sistemas de produção intensiva, mediada por aves selvagens. Para além da problemática das zoonoses, a resistência aos antimicrobianos (RAM) constitui uma preocupação crescente, comprometendo a eficácia da terapêutica aplicada, o que pode agravar infeções. Em bactérias, a RAM está relacionada com a aquisição de genes de resistência por mecanismos de transferência horizontal e pode ser induzida pelo uso inadequado de antibióticos. O setor da produção animal tem um papel relevante na disseminação da RAM, sobretudo devido ao uso excessivo de antibióticos para fins não terapêuticos. Esta prática resultou no banimento de várias classes de antibióticos na produção animal em diversos países. Além disso, a presença de resíduos de antibióticos em produtos animais pode afetar a imunidade humana e alterar a microbiota intestinal. Outro fator de risco é a utilização de estrume como fertilizante, dado que pode constituir um potencial vetor para a disseminação de agentes patogénicos, genes de RAM e resíduos de antimicrobianos para o solo, culturas e cursos de água próximos. Apesar da escassez de dados sobre o uso de antimicrobianos em criações caseiras, foram relatados casos de utilização inadequada a nível global. Adicionalmente, genes de RAM e bactérias multirresistentes também foram identificados em criações caseiras, incluindo em Portugal. A posse de galinhas, pequenos ruminantes e suínos é comum em vários países, porém há uma lacuna de conhecimento sobre as repercussões que essa prática tem para saúde humana, para a saúde animal e para o meio ambiente. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a segurança e o potencial impacto dos sistemas de produção caseira na transmissão de zoonoses e RAM em Portugal. Deste modo, o primeiro objetivo específico consistiu na aplicação de um questionário para recolher dados sobre as práticas de criação de animais e gestão em sistemas de produção caseira. O segundo objetivo específico envolveu a utilização de uma metodologia de sequenciação por metagenómica para analisar a presença de microrganismos patogénicos zoonóticos e genes de RAM em amostras provenientes de sistemas de produção caseira. Um questionário, direcionado a detentores de animais de quinta, foi elaborado com base em estudos internacionais e adaptado à realidade nacional, e incluiu 38 perguntas de múltipla escolha e abertas, organizadas em cinco seções: “Dados do inquirido”; “Caracterização da exploração”; “Condições do local de criação”: “Saúde e bem-estar animal”; e “Medidas de proteção e biossegurança”. A recolha de dados foi realizada online e em formato físico (papel), de forma voluntária e confidencial. As respostas obtidas foram analisadas usando o Excel e o software SPSS para tratamento estatístico. Para a análise metagenómica, foram recolhidas amostras de fezes animais e solos de criações caseiras que possuíam simultaneamente aves, pequenos ruminantes e suínos. No total, foram colhidas nove amostras por exploração caseira: duas de cada espécie animal (aves, pequenos ruminantes, como ovinos e caprinos, e suínos) e três de solo. As amostras de fezes continham cerca de 150 mg, sendo que o pool de aves e pequenos ruminantes era constituído por 3 colheitas de fezes de animais diferentes, enquanto as amostras de suínos foram constituídas por fezes do mesmo animal. As amostras de solo continham aproximadamente 250 mg e foram colhidas em três zonas diferentes da exploração: área aberta à permanência ou circulação dos animais; área hortícola; e área dentro dos limites da propriedade, na qual o acesso a animais estivesse totalmente restrito. Para validação da metodologia usada foram testadas amostras provenientes de duas quintas. Os tubos de colheita continham uma solução estabilizadora de DNA para garantir a conservação do material genético das amostras mesmo sem refrigeração. A extração de DNA foi realizada posteriormente conforme as orientações do fabricante do kit, utilizando solução salina tamponada com fosfato de Dulbecco como controlo negativo. Após amplificação do DNA, as amostras foram submetidas a sequenciação usando painéis de metagenómica Illumina para identificação de microrganismos patogénicos e genes de RAM. A análise bioinformática foi realizada usando a própria pipeline de análise da Illumina e ferramentas desenvolvidas pelo Núcleo de Genómica e Bioinformática do INSA. Relativamente ao questionário, foram analisadas um total de 283 respostas, obtendo informações valiosas sobre as práticas de manejo de animais de quinta em Portugal. Cerca de 75% dos criadores possuem animais de quinta com o intuito de consumo de ovos, carnes ou outros produtos animais, realçando a importância de adotar medidas de biosseguranças para evitar a contaminação dos alimentos produzidos. Além disso, 40% das quintas possuem pelo menos 1 indivíduo pertencente a um grupo de alta vulnerabilidade para zoonoses devido a idade. Entretanto, várias práticas que podem afetar a segurança dos alimentos, assim como promover a disseminação de patógenos e RAM para o meio ambiente, foram reportadas por diversos participantes. Por exemplo, 43% dos participantes não utilizavam equipamento de proteção individual ao manejar os animais, 95% aplicavam estrume como fertilizantes em áreas hortícolas e 6.5% descartam animais mortos no lixo comum. Outro fator de risco identificado foi que em 39% das quintas havia situações de contatos com animais selvagens, que podem atuar na disseminação de zoonoses para produções comerciais e populações humanas. Por fim, também foi observado que a implementação de medidas de saúde e bem-estar animal era deficitária em algumas quintas, visto que 83% dos criadores que não isolavam animais doentes e 51% não mantinham registo da frequência de administração de antibióticos e outros medicamentos utilizados. A análise metagenómica, através da ferramenta bioinformática Explify® da Illumina (disponível em https://basespace.illumina.com/), identificou um total de 18 espécies de microrganismos com potencial patogénico, incluindo Escherichia coli, Enterococcus faecium e Bacteroides fragilis, e mais de 100 marcadores de RAM nas amostras fecais de animais colhidas em duas quintas diferentes. A presença de uma variedade de microrganismos patogénicos em amostras de animais de quinta representa riscos de saúde relacionados com a ingestão de alimentos contaminados e contato direto com os animais. Além disso, a presença de diversos marcadores de RAM indica que os microrganismos presentes possam ser resistentes a uma variedade de medicamentos. Por fim, também foram identificados diversos microrganismos com potencial patogénico e genes de RAM no solo de diversas áreas da criação caseira, possivelmente gerando riscos de contaminação de áreas próximas e produções vegetais através de mecanismos de transferência naturais. A análise metagenómica mostrou-se uma alternativa interessante para investigar a diversidade microbiana presente no ecossistema de sistemas de criação caseira, tendo potencial para ser aplicada na vigilância de microrganismos patogénicos zoonóticos e de RAM. No entanto, a tecnologia metagenómica utilizada neste projeto ainda necessita de melhor validação, possuindo limitações relacionadas com a quantidade total de agentes patogénicos e marcadores de RAM que podem ser identificados. Em suma, os resultados obtidos revelam que os potenciais riscos para a saúde pública, saúde animal e meio ambiente, pela criação e o consumo de animais em explorações caseiras, não devem ser desconsiderados. Dessa maneira, em conformidade com a abordagem de Uma Só Saúde, salienta-se a importância de reforçar as medidas de biossegurança em explorações caseiras, para mitigar a disseminação de zoonoses e RAM.
A abordagem de Uma Só Saúde reconhece a interconexão entre a saúde humana, animal e ambiental, visando soluções eficazes para problemas complexos, como a disseminação de doenças zoonóticas e a resistência aos antimicrobianos. As zoonoses são doenças transmitidas entre animais e humanos, afetando cerca de 2 mil milhões de pessoas anualmente em todo o mundo. Para além do impacto na saúde pública, esta doenças comprometem a produção animal e a conservação da vida selvagem. Neste contexto, as práticas adotadas na indústria alimentar animal têm grande impacto na distribuição de microrganismos patogénicos zoonóticos ao longo da cadeia alimentar, reforçando a importância da vigilância sanitária e da implementação de medidas de biossegurança para garantir a produção de alimentos seguros. A produção intensiva de animais e a sua comercialização estão sujeitas a uma legislação rigorosa para assegurar a segurança alimentar. No entanto, a criação caseira de animais, destinada ao consumo próprio, possui uma regulamentação mais limitada. Em Portugal, a criação caseira de animais é definida pela posse de animais para lazer ou consumo próprio, respeitando os limites de 100 aves, 80 coelhos, seis ovinos ou caprinos, quatro suínos, dois equinos e dois bovinos. A criação caseira desempenha um papel fundamental em regiões economicamente vulneráveis, assegurando alimento para muitas famílias rurais. No entanto, diversos estudos internacionais indicam que estes sistemas de produção caseira apresentam baixas taxas de adoção de medidas de biossegurança, como vacinação dos animais, uso de equipamentos de proteção pessoal, desinfeção das instalações, controlo de pragas e descarte adequado de carcaças. Para além disso, os animais são frequentemente criados ao ar livre, aumentando o risco de contato com outros animais criados na propriedade, aves selvagens e possíveis predadores, o que potencia a transmissão de microrganismos patogénicos. Estudos realizados em diferentes países confirmaram a presença de diversos agentes patogénicos em criações caseiras, reforçando os riscos associados à produção destes animais e o consumo dos seus produtos para a saúde pública. Adicionalmente, foi documentada a transmissão de microrganismos patogénicos de criações caseiras para sistemas de produção intensiva, mediada por aves selvagens. Para além da problemática das zoonoses, a resistência aos antimicrobianos (RAM) constitui uma preocupação crescente, comprometendo a eficácia da terapêutica aplicada, o que pode agravar infeções. Em bactérias, a RAM está relacionada com a aquisição de genes de resistência por mecanismos de transferência horizontal e pode ser induzida pelo uso inadequado de antibióticos. O setor da produção animal tem um papel relevante na disseminação da RAM, sobretudo devido ao uso excessivo de antibióticos para fins não terapêuticos. Esta prática resultou no banimento de várias classes de antibióticos na produção animal em diversos países. Além disso, a presença de resíduos de antibióticos em produtos animais pode afetar a imunidade humana e alterar a microbiota intestinal. Outro fator de risco é a utilização de estrume como fertilizante, dado que pode constituir um potencial vetor para a disseminação de agentes patogénicos, genes de RAM e resíduos de antimicrobianos para o solo, culturas e cursos de água próximos. Apesar da escassez de dados sobre o uso de antimicrobianos em criações caseiras, foram relatados casos de utilização inadequada a nível global. Adicionalmente, genes de RAM e bactérias multirresistentes também foram identificados em criações caseiras, incluindo em Portugal. A posse de galinhas, pequenos ruminantes e suínos é comum em vários países, porém há uma lacuna de conhecimento sobre as repercussões que essa prática tem para saúde humana, para a saúde animal e para o meio ambiente. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a segurança e o potencial impacto dos sistemas de produção caseira na transmissão de zoonoses e RAM em Portugal. Deste modo, o primeiro objetivo específico consistiu na aplicação de um questionário para recolher dados sobre as práticas de criação de animais e gestão em sistemas de produção caseira. O segundo objetivo específico envolveu a utilização de uma metodologia de sequenciação por metagenómica para analisar a presença de microrganismos patogénicos zoonóticos e genes de RAM em amostras provenientes de sistemas de produção caseira. Um questionário, direcionado a detentores de animais de quinta, foi elaborado com base em estudos internacionais e adaptado à realidade nacional, e incluiu 38 perguntas de múltipla escolha e abertas, organizadas em cinco seções: “Dados do inquirido”; “Caracterização da exploração”; “Condições do local de criação”: “Saúde e bem-estar animal”; e “Medidas de proteção e biossegurança”. A recolha de dados foi realizada online e em formato físico (papel), de forma voluntária e confidencial. As respostas obtidas foram analisadas usando o Excel e o software SPSS para tratamento estatístico. Para a análise metagenómica, foram recolhidas amostras de fezes animais e solos de criações caseiras que possuíam simultaneamente aves, pequenos ruminantes e suínos. No total, foram colhidas nove amostras por exploração caseira: duas de cada espécie animal (aves, pequenos ruminantes, como ovinos e caprinos, e suínos) e três de solo. As amostras de fezes continham cerca de 150 mg, sendo que o pool de aves e pequenos ruminantes era constituído por 3 colheitas de fezes de animais diferentes, enquanto as amostras de suínos foram constituídas por fezes do mesmo animal. As amostras de solo continham aproximadamente 250 mg e foram colhidas em três zonas diferentes da exploração: área aberta à permanência ou circulação dos animais; área hortícola; e área dentro dos limites da propriedade, na qual o acesso a animais estivesse totalmente restrito. Para validação da metodologia usada foram testadas amostras provenientes de duas quintas. Os tubos de colheita continham uma solução estabilizadora de DNA para garantir a conservação do material genético das amostras mesmo sem refrigeração. A extração de DNA foi realizada posteriormente conforme as orientações do fabricante do kit, utilizando solução salina tamponada com fosfato de Dulbecco como controlo negativo. Após amplificação do DNA, as amostras foram submetidas a sequenciação usando painéis de metagenómica Illumina para identificação de microrganismos patogénicos e genes de RAM. A análise bioinformática foi realizada usando a própria pipeline de análise da Illumina e ferramentas desenvolvidas pelo Núcleo de Genómica e Bioinformática do INSA. Relativamente ao questionário, foram analisadas um total de 283 respostas, obtendo informações valiosas sobre as práticas de manejo de animais de quinta em Portugal. Cerca de 75% dos criadores possuem animais de quinta com o intuito de consumo de ovos, carnes ou outros produtos animais, realçando a importância de adotar medidas de biosseguranças para evitar a contaminação dos alimentos produzidos. Além disso, 40% das quintas possuem pelo menos 1 indivíduo pertencente a um grupo de alta vulnerabilidade para zoonoses devido a idade. Entretanto, várias práticas que podem afetar a segurança dos alimentos, assim como promover a disseminação de patógenos e RAM para o meio ambiente, foram reportadas por diversos participantes. Por exemplo, 43% dos participantes não utilizavam equipamento de proteção individual ao manejar os animais, 95% aplicavam estrume como fertilizantes em áreas hortícolas e 6.5% descartam animais mortos no lixo comum. Outro fator de risco identificado foi que em 39% das quintas havia situações de contatos com animais selvagens, que podem atuar na disseminação de zoonoses para produções comerciais e populações humanas. Por fim, também foi observado que a implementação de medidas de saúde e bem-estar animal era deficitária em algumas quintas, visto que 83% dos criadores que não isolavam animais doentes e 51% não mantinham registo da frequência de administração de antibióticos e outros medicamentos utilizados. A análise metagenómica, através da ferramenta bioinformática Explify® da Illumina (disponível em https://basespace.illumina.com/), identificou um total de 18 espécies de microrganismos com potencial patogénico, incluindo Escherichia coli, Enterococcus faecium e Bacteroides fragilis, e mais de 100 marcadores de RAM nas amostras fecais de animais colhidas em duas quintas diferentes. A presença de uma variedade de microrganismos patogénicos em amostras de animais de quinta representa riscos de saúde relacionados com a ingestão de alimentos contaminados e contato direto com os animais. Além disso, a presença de diversos marcadores de RAM indica que os microrganismos presentes possam ser resistentes a uma variedade de medicamentos. Por fim, também foram identificados diversos microrganismos com potencial patogénico e genes de RAM no solo de diversas áreas da criação caseira, possivelmente gerando riscos de contaminação de áreas próximas e produções vegetais através de mecanismos de transferência naturais. A análise metagenómica mostrou-se uma alternativa interessante para investigar a diversidade microbiana presente no ecossistema de sistemas de criação caseira, tendo potencial para ser aplicada na vigilância de microrganismos patogénicos zoonóticos e de RAM. No entanto, a tecnologia metagenómica utilizada neste projeto ainda necessita de melhor validação, possuindo limitações relacionadas com a quantidade total de agentes patogénicos e marcadores de RAM que podem ser identificados. Em suma, os resultados obtidos revelam que os potenciais riscos para a saúde pública, saúde animal e meio ambiente, pela criação e o consumo de animais em explorações caseiras, não devem ser desconsiderados. Dessa maneira, em conformidade com a abordagem de Uma Só Saúde, salienta-se a importância de reforçar as medidas de biossegurança em explorações caseiras, para mitigar a disseminação de zoonoses e RAM.
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Uma Só Saúde Criação Caseira Animais De Quinta Zoonoses Agentes Patogénicos One Health Backyard Production Systems Backyard Animals