Detectie van stafylokokbesmettingen met massaspectrometrie

Onderzoekers hebben een nieuwe laboratoriumtest ontwikkeld waarmee de bacterie die stafylokokkeninfecties veroorzaakt snel kan identificeren. De bevindingen zijn gepubliceerd in het januarinummer van het tijdschrift Moleculaire en cellulaire proteomics.
De onderzoekers van het Georgia Institute of Technology en de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) hebben hun test gebaseerd op unieke isotopering in combinatie met specifieke bacteriofaagamplificatie om snel Staphylococcus aureus te identificeren met behulp van massaspectrometrie om het aantal S. aureus organismen in grote aantallen monsters binnen enkele uren, in vergelijking met de standaard kweektechnieken die een of twee dagen nodig hebben om de bacterie te identificeren.
Een snelle en nauwkeurige detectie van S. aureusinfecties zijn van vitaal belang omdat het een breed spectrum van infecties kan veroorzaken, die kunnen variëren van acute tot chronische ziekten die een snelle behandeling met het juiste antibioticum vereisen.
Facundo Fernández, universitair hoofddocent aan de Georgia Tech School of Chemistry and Biochemistry, verklaart:

"Onze methode voor het opsporen van stafylokokbesmettingen met behulp van massaspectrometrie zal in veel situaties waardevol zijn, maar zal cruciaal zijn wanneer een groot aantal mensen zeer snel moet worden getest, wat uiteindelijk de behandeling zal verbeteren."

Pierce, een onderzoekscheikundige bij het CDC die betrokken was bij het project als een afgestudeerde student bij Georgia Tech legde uit:

"De eenvoud van monstervoorbereiding, de lage kosten van vereiste reagentia en de toegenomen beschikbaarheid van massaspectrometers in klinische laboratoria maken deze nieuwe methode een kosteneffectieve manier om stafylokokbesmettingen snel en effectief te detecteren, die snel moeten worden behandeld om verspreiding van de ziekte."

De test omvat het injecteren van een bekende hoeveelheid bacteriofaag gelabeld met stikstof-15 in een monster. De fagen, virussen die bacteriën infecteren, infecteren alleen live S. aureus cellen, die vervolgens het faagsignaal vermenigvuldigen en versterken. Na twee uur incubatie splitsen de onderzoekers eiwitten uit de faagschelp op in componentpeptiden met behulp van een trypsine-digestietechniek. Het monster wordt vervolgens geanalyseerd met behulp van vloeistofchromatografie met tandem massaspectrometrische detectie. De onderzoekers kunnen de monsters meten S. aureus concentratie door het detecteren van peptiden uit de eiwitomhulling van de faag.

Barr, biologische massaspectrometriekop in de Divisie Laboratoriumwetenschappen van de CDC, merkte op:

"De kracht van deze techniek is het koppelen van een goed gekarakteriseerde methode voor het identificeren van bacteriën met een moderne detectie-inrichting, zoals een massaspectrometer." Door invoegfaag met zware stikstofisotopen te labelen, konden we massaspectrometrie gebruiken om effectief onderscheid te maken tussen de ouder en nageslacht faag, waardoor de selectiviteit van de werkwijze wordt verbeterd. "

De onderzoekers hebben het prototype van deze massaspectrometrie-gebaseerde techniek geoptimaliseerd om lage concentraties van bacteriën te identificeren, wat clinici in staat zou moeten stellen stafylokokbesmettingen te diagnosticeren zonder significante kweekperioden nodig te hebben. De test zal handarbeid verminderen en een subjectieve interpretatie van resultaten die optreden in traditionele technieken in combinatie met standaard laboratoriumrobots.
Rees concludeert:

"Een spannend aspect van deze faagmethode is dat met kleine wijzigingen in de procedures, resistentie en gevoeligheid voor een aantal verschillende antibiotica kan worden bepaald naast bacteriële identificatie. Deze extra informatie kan de sleutel zijn tot een brede acceptatie van de methode ."

Geschreven door Petra Rattue