Special application of matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry in clinical microbiological diagnostics

Abstract

A mikrobiológiai diagnosztika területén kevés technikai fejlesztés volt az elmúlt évtizedekben, amely olyan rohamos fejlődést hozott volna a baktériumok és gombák fajszintű (speciesszintű) identifi kálásában, mint a "matrix-assisted laser desorption ionization time-of-fl ight" tömegspektrometria. A klinikai mikrobiológiai gyakorlatban ennek jelentősége felbecsülhetetlen, hiszen a kórokozó ismerete jelentősen befolyásolja a terápiás választást még az antimikrobás szerrel szembeni rezisztencia meghatározása előtt. A hagyományos speciesmeghatározás számos, a környezeti hatá-sok által befolyásolt biokémiai reakción alapszik és sok esetben igen időigényes folyamat. A speciális tömegspektro-metriás módszer néhány perc alatt elvégzi a kitenyésztett baktérium vagy gomba pontos identifi kálását a konzervált riboszomális fehérjék tömegspektrometriás mérése alapján. Emellett a módszer alkalmazásának lehetőségét számos más új területen is kutatják. Így például a pozitív hemokultúrákból történő direkt kórokozó-meghatározás segítségé-vel hamarabb megkezdhető a szeptikus beteg célzott antibiotikumkezelése. Lehetőség van a kórokozó direkt azonosítására pozitív vizeletmintából, esetleg egyébként steril testnedvekből, vagy megkísérelhető szelektív dúsítást követően Salmonella kimutatása székletből. Az izolált baktériumok "extended spectrum beta-lactamase" és karbapenemáztermelésének gyors kimutatása segítheti a terápiás választást. Ez a tömegspektrometriás módszer a közeljövő-ben a klinikai mikrobiológiai diagnosztika más területein is teret nyerhet, így például használható lehet a dezoxiribonukleinsav és a ribonukleinsav analízisére, gyors komplett rezisztencia meghatározására és más proteomikai alkalmazásokra is. A közlemény rövid áttekintést kíván adni ennek az új technikának a klinikai mikrobiológiai diagnosztikában való jelenlegi alkalmazhatóságáról. Orv. Hetil., 2014, 155(38), 1495-1503. Kulcsszavak: MALDI-TOF MS, speciesidentifi kálás, tipizálás, rezisztenciameghatározás Special application of matrix-assisted laser desorption ionization time-of-fl ight mass spectrometry in clinical microbiological diagnosticsMatrix-assisted laser desorption ionization time-of-fl ight mass spectrometry as a new possibility for rapid identifi cation of bacteria and fungi revolutionized the clinical microbiological diagnostics. It has an extreme importance in the routine microbiological laboratories, as identifi cation of the pathogenic species rapidly will infl uence antibiotic selection before the fi nal determination of antibiotic resistance of the isolate. The classical methods for identifi cation of bacteria or fungi, based on biochemical tests, are infl uenced by many environmental factors. The matrix-assisted laser desorption ionization time-of-fl ight mass spectrometry is a rapid method which is able to identify a great variety of the isolated bacteria and fungi based on the composition of conserved ribosomal proteins. Recently several other ÖSSZEFOGLALÓ KÖZLEMÉNY

Typeability of MALDI-TOF assay for identification of non-aureus staphylococci associated with bovine intramammary infections and teat apex colonization

“…Therefore, it is crucial to identify and differentiate the NAS species colonizing teat skin or inhabiting milk that cause IMI to understand their epidemiology and to evaluate the clinical relevance and feasibility of speciesspecific infection control measures (Zadoks and Watts, 2009). Furthermore, routine microbiological testing is important, because rapid and correct identification of mastitis-causing pathogens will influence the choice of antibiotic before the final determination of antibiotic resistance of the isolate (Nagy et al, 2014). For many years, the species identification of NAS relied on phenotypic characteristics, which is difficult, time-consuming, laborious, and often inaccurate (Watts et al, 1991;Vanderhaeghen et al, 2014).…”

MALDI-TOF MS detection of carbapenemase activity in clinical isolates of Enterobacteriaceae spp., Pseudomonas aeruginosa, and Acinetobacter baumannii compared against the Carba-NP assay

“…inexpensive test to detect carbapenemase activity (Nordmann et al, 2012b;Dortet et al, 2012), but the use of MALDI-TOF MS for carbapenemase detection has been increasing (Hrabak et al, 2011(Hrabak et al, , 2012Kempf et al, 2012;Wang et al, 2013;Sauget et al, 2014;Johansson et al, 2014;Hoyos-Mallecot et al, 2014;Nagy et al, 2014;Knox et al, 2014;Hrabak, 2015). In this report, we used MALDI-TOF MS analysis to detect carbapenemase activity in a diverse panel of clinical isolates of Enterobacteriaceae spp., P. aeruginosa and A. baumannii that collectively express one of eight different carbapenemases, and compared the results against the use of the Carba-NP assay on selected isolates.…”

Streptococcus suis: An Underestimated Emerging Pathogen in Hungary?

“…Latex agglutination-based rapid tests—aiming to identify the main pathogens of bacterial meningitis from the cerebrospinal fluid—were also performed. After 2013, several tertiary-care hospitals and specialized-care centers have introduced matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) into their diagnostic workflow [ 62 , 63 ].…”