Cães farejadores podem ser utilizados para detectar mastite por Staphylococcus aureus

Você sabia que dispositivos olfativos estão se tornando possíveis ferramentas no diagnóstico de mastite causada por Staphylococcus aureus (Staph. aureus) em vacas leiteiras?

Certos animais como cachorros e até mesmo ratos possuem a habilidade de identificar certos agentes infecciosos através do odor, percebendo a presença de compostos orgânicos voláteis específicos que podem ser associados também a agentes causadores de mastite – como o próprio Staph. aureus.

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Estudo alemão com cães farejadores

Para comprovar essa hipótese, um estudo realizado em 2018 na Alemanha teve como objetivo treinar cães para que pudessem identificar Staph. aureus de amostras de leite de mastite clínica (MC). Além disso, os animais também foram treinados para diferenciar outros patógenos causadores de mastite em vacas leiteiras.

Especificamente, os objetivos do estudo foram demonstrar que cachorros podem:

  1. Discriminar o odor de Staph. aureus do odor de Escherichia coli, Streptococcus uberis, Streptococcus dysgalactiae, Pseudomonas aeruginosa, e Candida albicans, sendo que estes microrganismos foram cultivados em ágar sangue;
  2. Identificar Staph. aureus, Strep. uberis e Enterococcus inoculados em leite;
  3. Identificar Staph. aureus de amostras de leite com mastite clínica.

Ao longo do estudo foram realizados quatro experimentos, tais como:

  • Experimento 1 – os cachorros foram treinados para identificar aureus em placas de agar;
  • Experimentos 2 e 3 – os cães foram treinados para identificação de aureus com inoculação no leite,
  • Experimento 4 – os cães foram treinados para identificação de aureus nas amostras de leite de vacas com mastite clínica.

Para realizar o estudo, foram selecionados nove cães de raças aleatórias, como Poodle, Labrador, Border Colie, entre outros. Esses animais e seus donos foram recrutados de forma totalmente voluntária por um centro de treinamento canino alemão.

Dos nove participantes, cinco cães já possuíam alguma experiência prévia com farejamento, enquanto que os demais receberam um treinamento avançado com um instrutor com pós-graduação em comportamento animal. O treinamento avançado, por sua vez, foi realizado com base em 10 etapas com reforço positivo com um clicker e alimento como recompensa para o reforço secundário do animal.

O protocolo de treinamento dos cachorros para diferenciar S. aureus de outros agentes infecciosos comuns envolveu diversas etapas para que o animal reconhecesse esse patógeno. Essas etapas envolveram a apresentação de um cotonete com S. aureus para os cães e diversas situações de repetição para que o treinamento e também o reconhecimento fosse possível.

 

Resultados dos experimentos

O Experimento 1 teve como resultado um percentual de 91,3% e 97,9% em sensibilidade e especificidade, respectivamente, sendo que quatro cães não cometeram erro algum.

Já no Experimento 2, quatro cães apresentaram sinais claros de estresse e foram excluídos do experimento. Os dois animais restantes completaram o processo todo e tiveram resultados de 55% e 95% respectivamente.

No Experimento 3, o teste foi completado por todos os seis cães treinados, que identificaram o patógeno com uma sensibilidade e especificidade de 83,3%.

E por fim, no Experimento 4, cinco cães concluíram os testes e obtiveram resultados de sensibilidade de 59% e especificidade de 93,2%.

Dentre os 4 experimentos, no Experimento 1 foi demonstrado que cachorros são capazes de diferenciar o odor de uma placa de ágar sangue cultivada com Staphylococcus aureus em relação a outros 5 tipos de bactérias e um tipo de levedura (sensibilidade de 91,3% e especificidade de 97,9%).

Logo, os dados obtidos demonstram que os cachorros podem não somente identificar o odor de colônias bacterianas, bem como são capazes de diferenciá-las.

Importante ressaltar que esse é o primeiro relato de cachorros sendo treinados para identificar o odor de colônias de Staph. aureus isoladas de amostras de leite com mastite. Com essas informações, podemos deduzir que Staph. aureus possui um odor distinto que permite que cães consigam distingui-lo dentre outras substâncias complexas como o próprio leite, que é composto por gordura, glóbulos e água solubilizada com carboidratos e complexos proteicos.

A diferença de composição dos agentes flavorizantes faz com que o leite cru obtido do rebanho apresente diferenças individuais no que diz respeito ao odor.

Nos Experimentos 2 e 3, foi testado se o odor oriundo de Staph. aureus pode ser diferenciado quando inoculado em leite, e a performance de detecção dos cães foi pior no segundo experimento.

Deste modo, foi possível perceber que a capacidade de detecção de odor dos cães depende da concentração do odor alvo na amostra. A concentração de unidades formadoras de colônias (ufc) por mililitro de leite (mL) presente na amostra é um fator relevante nas conclusões, uma vez que uma amostra com 108 UFC/ml, do Experimento 3, é mais fácil de ser detectada quando comparada à amostra do Experimento 2, de 102 UFC/ml.

No Experimento 3 os cães foram capazes de diferenciar amostras inoculadas com Staphylococcus aureus, Streptococcus uberis, e Enterococcus spp.

Por fim, no Experimento 4 foi testado se cães poderiam identificar Staph. aureus em amostras de leite coletadas de vacas com MC. Em amostras de leite coletadas de vacas com MC causada por Staph. aureus, a sensibilidade e a especificidade em detectar este patógeno foi de 59% e 93,2%, valores menores que os do experimento anterior (3).

No entanto, 1 cachorro identificou Staph. aureus com uma sensibilidade de 85,75% e uma especificidade de 96,8%. A inflamação do úbere pode levar a consideráveis mudanças na aparência do leite, podendo apresentar sangue ou pus, de modo que tais componentes podem afetar a habilidade dos cães em sentirem o odor de Staph. aureuss.

 

Conclusão do estudo

De modo geral, foi demonstrado que a bactéria Staphylococcus aureus emite um odor específico quando cultivada em placas de ágar, inoculada em amostras de leite ou obtida de vacas com mastite clínica.

Todavia, o treino e o uso de cães farejadores para detecção de odor em laboratórios é difícil devido às críticas condições de higiene e pela relativamente complicada operacionalização desta forma de diagnóstico.

Contudo, dispositivos eletrônicos de detecção de odores oriundos de patógenos de mastite parecem valer a pena!

 

Fonte: C. Fischer-Tenhagen, V. Theby, V. Krömker, e W. Heuwieser. 2018. Detecting Staphylococcus aureus in milk from dairy cows using sniffer dogs. J. Dairy Sci. 101:1–8.

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