MALDI-TOF in microbiologia

Fino ad oggi, i laboratori diagnostici clinici hanno contato principalmente sui modi fenotipici convenzionali di diagnostica delle infezioni ed a volte sul gene che ordina le tecniche. Gli ultimi avanzamenti nella tecnologia comprendono la spettrometria di massa matrice-assistita di tempo di volo di ionizzazione di dissorbimento del laser (MALDI-TOF) che ha entrato nella pratica microbiologica quotidiana.

La spettrometria di massa di MALDI-TOF genera le impronte digitali spettrali di massa specifiche, che possono essere vedute come impronte uniche dei microrganismi che possono aiutare nella loro identificazione accurata al genere ed ai livelli di specie - con vasto potenziale di essere impiegato per digitare di sforzo.

Identificazione batterica

Parecchi approcci per l'utilizzazione della spettrometria di massa di MALDI-TOF ora stanno utilizzandi in laboratori diagnostici microbiologici. Un approccio confronta i risultati ai database delle impronte disponibili nel commercio di spettrometria di massa per identificare i batteri del campione e gli usi di un secondo un database del proteome identificare le masse di biomarcatore nei batteri dai genoma ordinati. Il secondo approccio di bioinformatica tiene conto le differenze della variazione negli stati del trattamento della crescita e del campione della cultura, mentre in primo luogo è particolarmente utile nei metodi sistematici del laboratorio, quali i sistemi diagnostici e può differenziarsi fra le specie e la sottospecie.

Dato la sua accuratezza, la tecnologia può anche direttamente applicarsi ai vari campioni clinici, specialmente sangue, liquido cerebrospinale, urina, liquido pleurico e liquido peritoneale. L'ostacolo principale è la quantità di batteri presenti nei campioni, dovuto il limite di segnalazione dei protocolli correnti di MALDI-TOF. Per oltrepassare questo svantaggio, i grandi volumi sono richiesti solitamente per sangue ed i campioni di urina come pure usando le culture come arricchimento supplementare per il sangue.

I risultati osservati per l'identificazione batterica con spettrometria di massa di MALDI-TOF facendo uso dell'una o l'altra dei due approcci suddetti, del rendimento diagnostico e dell'accuratezza altamente dipende dalla tassonomia batterica e dalla qualità dei database usati.

Uno dei vantaggi principali di uso della tecnologia di MALDI-TOF per l'identificazione dei batteri è la disponibilità rapida dei risultati, che sono in genere pronti in di meno che un'ora. Inoltre, la spettrometria di massa di MALDI-TOF permette all'identificazione precisa di grande diversità dei batteri che hanno tratti fenotipici insufficienti e che hanno necessitato il gene del rRNA 16S che ordina prima dell'era di MALDI-TOF.

Identificazione fungosa

La spettrometria di massa di MALDI-TOF è stata adattata rapidamente e con successo per l'identificazione dei funghi. Per ora, questo metodo principalmente è usato per l'identificazione sistematica del lievito, mentre ulteriore sviluppo è necessario (specialmente nelle librerie di protocolli e del database del preparato del campione) per usare questo approccio dell'identificazione per altri gruppi di funghi (quali i dermatofiti ed i funghi filamentosi).

Analogo della situazione con i batteri, l'identificazione errata o l'non identificazione dei generi e delle specie fungosi tramite spettrometria di massa di MALDI-TOF è essenzialmente dovuto gli errori, le assenze o gli spettri incompleti di riferimento nei database. Lo svantaggio è che gli spettri di riferimento corrente allegati ai database dei sistemi commercialmente accessibili di spettrometria di massa di MALDI-TOF sono incompleti.

Ancora, il segnale spettrale pertinente ai funghi filamentosi dipende dal fenotipo fungoso - che include la basidiospora, l'organismo fruttifero, il micelio di superficie ed il micelio del substrato. Inoltre, una volta sviluppato sulla piastra di agar, il micelio vegetativo mostra le zone molteplici che corrispondono alle età o alle fasi distinte dello sviluppo. Ciò può derivare nell'identificazione errata ed in modo da nei risultati di variabile dallo stesso campione, quindi è vitale che i database comprendono un database accurato delle impronte digitali multiple del ms dalle fasi inerenti allo sviluppo differenti dei funghi filamentosi per assicurare l'identificazione corretta.

Convenienza di accuratezza, di tempo e

In paragone ai metodi convenzionali per l'identificazione microbica, la spettrometria di massa di MALDI-TOF in una maggioranza dei casi conferisce un guadagno sostanziale sia dell'ingegnere/dell'orario di lavoro del tecnico (che preparano i campioni) che del tempo complessivo (che ottiene i risultati con la procedura analitica automatizzata).

Tuttavia, l'approvvigionamento dello strumento di spettrometria di massa di MALDI-TOF è indubbiamente uno degli investimenti di capitali più costosi per il laboratorio clinico di microbiologia. Ciò significa che le giustificazioni di costo ed il costo adeguati analizza dovrebbero essere perseguiti, che dovrebbero comprendere i punti obbligatori di controllo di qualità.

Applicazioni

IL ms di MALDI-TOF è utilizzato in varie industrie, questa comprende la chimica, il metabolomics e la genomica, pure clinica e le applicazioni biofarmaceutici e organici del trattamento e di sistema diagnostico. Nelle applicazioni di chimica organica MALDI-TOF è usato per analizzare le masse dell'acido nucleico, della proteina e del polimero come pure identifica le miscele complesse degli oligonucleotidi e di piccole proteine, fornendo ai ricercatori biochimici e chimici le informazioni utili. IL ms di MALDI-TOF svolge un ruolo cruciale nell'avanzamento della diagnosi paziente rapida e dei risultati migliori di salubrità. Un esempio tipico di questo è il suo uso nella classificazione sistematica dei campioni del ricoverato dei microrganismi per microbiologia clinica.

Conclusione

In conclusione, la spettrometria di massa di MALDI-TOF è una tecnologia novella affascinante per l'identificazione microbica che è rapida, efficiente, redditizia e semplice da usare. Presto questo strumento sarà dominante in laboratori diagnostici come, malgrado costo significativo dello strumento e della sua manutenzione, i materiali di consumo ed il costo di esercizio sono molto più bassi una volta confrontati ai metodi convenzionali.

Chloe esaminato Barnett, BSc

Sorgenti

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  2. http://www.scielo.br/pdf/jbpml/v49n3/06.pdf
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4525378/
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  7. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378517310009300
  8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21133692

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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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