RIPAC-LABOR utilise différentes techniques de diagnostic pour identifier les micro-organismes. Le MALDI-TOF MS est l'une d'entre elles, mais l'agglutination, les tests rapides et la PCR sont également utilisés.
Le MALDI-TOF MS est une méthode utilisée dans plusieurs laboratoires de diagnostic humain et vétérinaire, ainsi que dans les laboratoires effectuant l'examen bactériologique d'échantillons environnementaux. Environ 3 000 appareils ont été installés dans le monde. Dans cet article, nous souhaitons partager avec vous des informations sur le mécanisme d'action de cette technique, ainsi que sur les capacités de ce test.

La technologie

MALDI-TOF MS est l'abréviation de Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectrometry. Cette technique est basée sur l'analyse automatique de la distribution de masse des protéines issues de bactéries ou de champignons.
Les échantillons sont introduits dans l'appareil dans un environnement à vide poussé. Le spectromètre contient un laser de haute précision. Ce laser ionise l'échantillon. Il libère alors un "nuage" d'ions accélérés par une charge électrique. Ces ions passent à travers une électrode annulaire. Le MALDI-TOF MS détermine ensuite le temps de vol, sur la base d'une formule dérivée du temps nécessaire à l'ion pour atteindre la plaque de détection. Enfin, les protéines sont détectées à l'aide d'un capteur pour créer un spectre avec le nombre d'ions et leur masse spécifique.

Figure 1 Mécanisme d'action de la spectrométrie de masse MALDI-TOF (Patel, 2014)

Le spectre

Lorsque le spectre est comparé à la base de données, les résultats sont connus. En effet, le spectre est unique pour une bactérie donnée. En général, un échantillon peut être identifié jusqu'au niveau de l'espèce ou de la sous-espèce. Parfois, le sérotype peut également être déterminé.

Vous trouverez ci-dessous un exemple de spectre, dans ce cas pour Riemerella anatipestifer. Les pics marqués en jaune sont spécifiques à la famille, les pics marqués en vert au genre et les pics marqués en rouge à l'espèce.

Figure 2 Spectre MALDI-TOF MS (RIPAC-LABOR)

RIPAC-LABOR utilise le logiciel VITEK^® MS ROU, qui est commercialisé par BioMerieux. Cet appareil dispose d'une base de données ouverte. RIPAC-LABOR utilise la base de données commerciale avec environ 20 000 spectres de référence. En outre, RIPAC-LABOR dispose de 20 000 autres spectres de référence propriétaires avec des espèces moins courantes, constitués au fil des ans.

Opportunités

Le MALDI-TOF MS est une méthode simple, rapide et sensible pour l'identification des bactéries et des champignons en croissance. Les bactéries aérobies et anaérobies peuvent être identifiées. La base de données utilisée contient les souches bactériennes les plus courantes isolées chez les volailles, les porcs et les bovins. En outre, tous les spectres de référence sont stockés, y compris ceux de souches inconnues. Ces spectres sont comparés, ce qui permet à RIPAC-LABOR d'identifier rapidement un foyer avec un nouvel agent pathogène.

En outre, il est également possible d'identifier des cultures mixtes comprenant jusqu'à trois bactéries différentes.

La détermination de la sensibilité aux antibiotiques n'est pas effectuée en routine avec le MALDI-TOF MS. Un antibiogramme est généralement réalisé à cette fin. Cependant, certains facteurs associés à la résistance, tels que les β-lactamases et le SARM, sont des protéines. Ces protéines peuvent être détectées à l'aide de la spectrométrie de masse MALDI-TOF. Avant que ces protéines puissent être détectées par le MALDI-TOF MS, les bactéries sont exposées à des antibiotiques pendant la culture, ce qui les incite à produire des facteurs de résistance. Bien qu'il soit possible de déterminer les facteurs de résistance à l'aide de la spectrométrie de masse MALDI-TOF, ce n'est pas facile. En effet, il existe de très nombreuses molécules de β-lactamase de masses différentes. De plus, ces masses sont parfois très proches des masses d'autres protéines bactériennes.

Échantillons

Pour effectuer le MALDI-TOF MS, une souche bactérienne en croissance est nécessaire. Cela signifie que les bactéries doivent d'abord être isolées de la carcasse ou d'un autre échantillon (par exemple, le sang, les fèces, le lait). Ces souches peuvent ensuite être cultivées. Une colonie est prélevée sur la plaque et placée sur une plaque MALDI-TOF MS. La colonie est alors mélangée à 1 µl d'une solution matricielle. L'ajout des souches à la matrice provoque l'extraction des molécules des cellules, ce qui entraîne la formation de cristaux. Cette plaque est placée dans la chambre d'ionisation du spectromètre de masse. Le reste du processus est automatisé, ce qui permet une analyse rapide des échantillons.

RIPAC-LABOR

RIPAC-LABOR travaille avec le MALDI-TOF MS depuis plus de 10 ans. Les techniciens de laboratoire de RIPAC-LABOR utilisent cette technique pour l'identification de divers micro-organismes, notamment des bactéries, des champignons et des levures. En outre, le MALDI-TOF MS est utilisé pour détecter les produits naturels des bactéries et des champignons. Les toxines delta de Staphylococcus aureus ou les protéines non ribosomales de Bacillus spp. sont des exemples de ces produits naturels.

Enfin, cette technique peut également être utilisée pour la détection de produits synthétiques, tels que les polymères.

Au RIPAC-LABOR, le MALDI-TOF MS est utilisé pour analyser différents types d'échantillons :

• échantillons cliniques vétérinaires ;
• échantillons humains cliniques ;
• des échantillons environnementaux ;
• des échantillons provenant d'usines de biogaz.

Comme RIPAC-LABOR a de nombreuses années d'expérience avec le MALDI-TOF MS, il dispose d'un grand nombre de spectres de référence dans la base de données. Cela signifie que RIPAC-LABOR possède également de nombreuses bactéries vétérinaires dans la base de données, ce qui lui permet de déterminer rapidement et avec précision les bactéries importantes pour les vétérinaires. Les pathogènes nouveaux et moins connus, qui ne peuvent pas être identifiés par les tests biochimiques classiques, peuvent parfois être identifiés avec le MALDI-TOF MS. Chez RIPAC-LABOR, le MALDI-TOF MS est principalement utilisé pour l'identification des souches utilisées pour la production de vaccins spécifiques à l'entreprise.

Informations pratiques

Si vous souhaitez utiliser les capacités de diagnostic de RIPAC-LABOR, vous pouvez toujours contacter Filip Timmerman s'il Équipe d'assistance technique. Le formulaire de soumission des diagnostics se trouve sur la page formulaires de commande.

Références

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2. Jung, J.S., Popp, C., Sparbier, K. Lange, C., Kostrzwa, M., Schubert, S. (2014) Evaluation of MALDI-TOF MS for rapid detection of β-lactam resistance in Enterobacteriae derived from blood cultures. J. Clin. Microbopl. 52(3):924-30.
3. Patel, R. (2015) MALDI-TOF MS pour le diagnostic des maladies infectieuses. Clinical chemistry 61:1 (100-111).
4. Singhal, N., Kumar, M., Kanaulja, P., Virdl, J. S. (2015) MALDI-TOF mass spectrometry : an emerging technology for microbial identification and diagnosis. Frontiers in microbiology 6:791.
5. Vitek MS site web.