MALDI-TOF en microbiologie

Jusque récemment, les laboratoires diagnostiques cliniques se sont principalement fondés sur des voies phénotypiques conventionnelles de diagnostiquer des infections, et parfois sur le gène ordonnançant des techniques. Les derniers avancements en technologie comprennent la spectrométrie de masse modification-aidée du temps-de-vol d'ionisation de désorption de laser (MALDI-TOF) qui a écrit la pratique microbiologique quotidienne.

La spectrométrie de masse de MALDI-TOF produit des empreintes digital spectrales de masse spécifiques, qui peuvent être vues en tant que seules signatures des micros-organismes qui peuvent faciliter leur identification précise aux niveaux de genre et de substance - avec le vaste potentiel d'être utilisé pour taper de tension.

Identification bactérienne

Plusieurs approches pour utiliser la spectrométrie de masse de MALDI-TOF maintenant sont employées dans les laboratoires diagnostiques microbiologiques. Une approche compare des résultats aux bases de données des signatures disponibles dans le commerce de spectrométrie de masse pour recenser les bactéries témoin, et des utilisations d'une seconde une base de données de protéome de recenser les masses de biomarqueur dans les bactéries des génomes ordonnancés. La deuxième approche de bio-informatique tient compte des différences de variation en états de demande de règlement d'accroissement et d'échantillon de culture, tandis qu'est d'abord particulièrement utile dans des méthodes courantes de laboratoire, telles que la diagnose, et peut différencier entre la substance et la sous-espèce.

Donné son exactitude, la technologie peut également être directement appliquée aux échantillons cliniques variés, spécialement sang, liquide céphalo-rachidien, urine, liquide pleural, et liquide péritonéal. La butée principale est la quantité de bactéries présentes dans les échantillons, due à la limite de détection des protocoles actuels de MALDI-TOF. Pour dériver cet inconvénient, de grands volumes sont habituellement exigés pour le sang et des échantillons d'urine, ainsi qu'employant des cultures comme enrichissement complémentaire pour le sang.

Les résultats observés pour l'identification bactérienne avec la spectrométrie de masse de MALDI-TOF utilisant l'un ou l'autre des deux approches mentionnées ci-dessus, de la puissance diagnostique et d'exactitude dépend hautement de la taxonomie bactérienne et de la qualité des bases de données utilisées.

Un des principaux avantages d'utiliser la technologie de MALDI-TOF pour recenser des bactéries est la disponibilité rapide des résultats, qui sont en général prêts en moins d'une heure. D'ailleurs, la spectrométrie de masse de MALDI-TOF active l'identification précise d'une grande diversité des bactéries qui ont des traits phénotypiques rares et qui ont rendu nécessaire le gène de 16S ARNr ordonnançant avant l'ère de MALDI-TOF.

Identification fongique

La spectrométrie de masse de MALDI-TOF rapidement et avec succès a été adaptée pour l'identification des champignons. Pour l'instant, cette méthode est principalement employée pour l'identification courante de levure, alors que le développement ultérieur est nécessaire (spécialement en préparation des bibliothèques de protocoles et de base de données de préparation des échantillons) pour se servir de cette approche d'identification pour d'autres groupes de champignons (tels que des dermatophytes et des champignons filamenteux).

Apparenté à la situation avec des bactéries, l'identification erronée ou la non-identification des genres fongiques et de la substance par spectrométrie de masse de MALDI-TOF est essentiellement dû aux erreurs, aux absences ou aux spectres inachevés de référence dans les bases de données. L'inconvénient est que les spectres de référence actuel compris dans les bases de données des systèmes commercialement accessibles de spectrométrie de masse de MALDI-TOF sont inachevés.

En outre, le signe spectral ayant trait aux champignons filamenteux dépend du phénotype fongique - qui comprend la basidiospore, le fuselage fruitier, le mycélium extérieur et le mycélium de substrat. De plus, une fois développé de la plaque d'agar, le mycélium végétatif montre les zones diverses qui correspondent aux âges ou aux stades de développement distincts. Ceci peut résulter en identification erronée et ainsi résultats de variable du même échantillon, pour cette raison il est indispensable que les bases de données comprennent une base de données complète des empreintes digital multiples de milliseconde de différents stades de développement des champignons filamenteux pour assurer l'identification correcte.

Exactitude, efficacité de temps et coût

En comparaison avec des méthodes conventionnelles pour l'identification microbienne, la spectrométrie de masse de MALDI-TOF dans une majorité de cas s'entretient un gain considérable de technicien/de temps de travail de technicien (préparant des échantillons) et de temps de basculement (obtenant des résultats avec la procédure analytique robotisée).

Cependant, l'achat de l'instrument de spectrométrie de masse de MALDI-TOF est assurément un des investissements de capitaux les plus chers pour le laboratoire clinique de microbiologie. Ceci signifie que les justifications de coût et le coût adéquats analyse devraient être poursuivis, qui devraient comprendre des opérations obligatoires de contrôle qualité.

Applications

La milliseconde de MALDI-TOF est employée dans un grand choix d'industries, ceci inclut la chimie, le metabolomics, et la génomique, aussi bien clinique et les applications biopharmaceutical et organiques de diagnose et de demande de règlement. Dans des applications de chimie organique MALDI-TOF est employé pour analyser les masses d'acide nucléique, de protéine et de polymère, ainsi que recense les mélanges complexes des oligonucléotides et des petites protéines, fournissant les chercheurs biochimiques et chimiques les informations utiles. La milliseconde de MALDI-TOF joue un rôle essentiel dans l'avancement du diagnostic patient rapide et des résultats améliorés de santé. Un exemple typique de ceci est son utilisation dans la catégorie courante des échantillons d'hospitalisé de micros-organismes pour la microbiologie clinique.

Conclusion

En conclusion, la spectrométrie de masse de MALDI-TOF est une technologie nouvelle fascinante pour l'identification microbienne qui est rapide, efficace, rentable et simple pour employer. Bientôt cet instrument sera dominant dans les laboratoires diagnostiques comme, en dépit du coût significatif de l'instrument et de sa maintenance, les consommables et le coût de fonctionnement sont beaucoup inférieurs si comparés aux méthodes conventionnelles.

Chloe observé Barnett, BSC

Last Updated: Nov 26, 2018

Dr. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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