Whole-genome comparison of meticillin-resistant Staphylococcus aureus CC22 SCCmecIV from people and their in-contact pets

BackgroundMeticillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infections remain important medical and veterinary challenges. The MRSA isolated from dogs and cats typically belong to dominant hospital-associated clones, in the UK mostly EMRSA-15 (CC22 SCCmecIV), suggesting original human-to-animal transmission. Nevertheless, little is known about host-specific genetic variation within the same S.aureus lineage. Hypothesis/ObjectivesTo identify host-specific variation amongst MRSA CC22 SCCmecIV by comparing isolates from pets with those from in-contact humans using whole-genome microarray. MethodsSix pairs of MRSA CC22 SCCmecIV from human carriers (owners and veterinary staff) and their respective infected in-contact pets were compared using a 62-strain whole-genome S.aureus microarray (SAM-62). The presence of putative host-specific genes was subsequently determined in a larger number of human (n=47) and pet isolates (n=93) by PCR screening. ResultsVariation in mobile genetic elements (MGEs) occurred frequently and appeared largely independent of host and in-contact pair. A plasmid (SAP078A) encoding heavy-metal resistance genes (arsR, arsA, cadA, cadC, mco and copB) was found in three of six human and none of six animal isolates. However, only two of four resistance genes were associated with human hosts (P=0.015 for arsA and cadA). Conclusions and clinical importanceThe variation found amongst MGEs highlights that genetic adaptation in MRSA continues. However, host-specific MGEs were not detected, which supports the hypothesis that pets may not be natural hosts of MRSA CC22 and emphasizes that rigorous hygiene measures are critical to prevent contamination and infection of dogs and cats. The host specificity of individual heavy-metal resistance genes warrants further investigation into different selection pressures in humans and animals. Resume Contexteles infections a Staphylococcus aureus resistant a la meticilline (MRSA) restent des defis medicaux et veterinaires importants. Les MRSA isoles de chiens et chats appartiennent typiquement a des clones dominants associes aux hopitaux, au RU, principalement EMRSA-15 (CC22 SCCmecIV), suggerant une transmission a initiale de l'homme a l'animal. Cependant, on sait peu de chose sur les variations genetiques specifiques de l'hote au sein d'une meme lignee de S.aureus. Hypotheses/ObjectifsIdentifier la variation specifique de l'hote de MRSA CC22 SCCmecIV en comparant les isolats d'animaux domestiques avec ceux d'hommes en contact a l'aide de puces sur genome entier. MethodesSix paires de MRSA CC22 SCCmecIV de porteurs humains (proprietaires et equipe veterinaire) et leurs animaux en contact infectes respectifs ont ete compares a l'aide de 62 puces de genome complet de S.aureus (SAM-62). La presence de genes specifiques d'hote etait ensuite determinee pour un grand nombre de souches d'homme (n=47) et d'animaux domestiques (n=93) par PCR. ResultatsLa variation en elements genetiques mobiles (MGEs) s'est produite frequemment et apparait largement independant de l'hote et des paires en contact. Un plasmide (SAP078A) codant pour des genes de resistance de metaux lourds (arsR, arsA, cadA, cadC, mco and copB) a ete trouve dans trois des six souches d'animaux. Cependant, seulement deux des quatre genes de resistance etaient associes avec les hotes humains (P=0.015 pour arsA et cadA). Conclusions et importance cliniqueLa variation trouvee parmi les MGEs met en evidence que l'adaptation genetique des MRSA continue. Cependant, les MDEs specifiques de l'hote n'ont pas ete detectes ce qui supporte l'hypothese que les animaux domestiques pourraient ne pas etre les hotes naturels de MRSA CC22 et souligne que des mesures d'hygiene rigoureuses sont essentielles pour prevenir la contamination et l'infection des chiens et chats. La specificite d'hote des genes de resistance individuelle de metal lourd necessite davantage d'etudes sous d'autres selections de pression chez l'homme et l'animal.