Cíl práce: Molekulární epidemiologie je oborem, který využívá výsledky typizačních technik k získání informací o detailní charakteristice bakteriálních kmenů umožňujících stanovit identitu, příbuznost nebo odlišnost bakterií stejného rodu, druhu, případně i sérotypu. V současnosti jsou nejvíce používány metody založené na sledování rozdílu v genotypu bakterií. Většina těchto technik je ovšem časově i finančně náročná. Do rutinní praxe mikrobiologických laboratoří se ale rozšiřuje i metoda založená na analýze bakteriálního proteomu - hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí/ionizací za účasti matrice s použitím průletového analyzátoru (MatrixAssisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry, MALDI-TOF MS). Je využívána zejména k rychlému a přesnému zařazení bakterií do rodu i druhu. Cílem naší práce proto bylo posoudit možnost využití této metody k typizaci kampylobakterů pod úroveň druhu a aplikaci výsledků při epidemiologických šetřeních. Materiál a metody: Do studie bylo zahrnuto 39 kmenů Campylobacter jejuni izolovaných z potravin (16) nebo humánního původu (23). U kmenů bylo provedeno stanovení makrorestrikčních profilů metodou pulzní gelové elektroforézy (PFGE) a současně také analýza proteinových profilů s využitím metody MALDI-TOF MS. Výsledky: Vyhodnocení míry podobnosti pulzních profilů prokázalo shody mezi izoláty pocházejícími ze stejné epidemie nebo z opakovaných odběrů jednoho pacienta. Dále byly detekovány stejné pulzní profily u kmenů bez známé spojitosti, ale se shodným místem původu a rokem izolace. Z porovnání shlukových analýz obou metod vyplývá, že kmeny označené metodou PFGE jako shodné se V dendrogramu MALDI-TOF MS objevují v jedné podskupině s výjimkou kmenů z opakovaného odběru stejného pacienta. Závěr. Naše výsledky ukazují, že potvrzení identity nebo příbuznosti kmenů v souladu se zjištěnými epidemiologickými skutečnostmi se zatím metodou MALDI-TOF nepodařilo jednoznačně prokázat.

Objectives: Molecular epidemiology is a field that uses results of typing techniques to obtain information on detailed characterization of bacterial strains for determining the identity, similarity or difference in bacteria of the same genus, species or serotype. Nowadays, the most commonly used methods are based on monitoring differences in bacterial genotypes. However, most of these techniques are time-consuming and costly. A method increasingly used in routine microbiological testing is matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS), which is based on analysis of the bacterial proteome. It is mainly used for rapid and accurate classification of bacteria into genera and species. The aims were to assess the potential use of this method for typing of Campylobacter below the species level and to apply these results in epidemiological investigations. Material and Methods: The study comprised 39 strains of Campylobacter jejuni isolated from food (16) and humans (23). Macrorestriction fragment profiling by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and simultaneous protein profile analysis using MALDI-TOF MS were performed for all tested strains. Results: Similar pulse profiles were found among isolates originating from the same outbreak or repeatedly collected from a single patient. The same pulse profiles were also detected in strains of unknown relationship but sharing the same place of origin and year of isolation. The comparison of dendrograms from both analyses showed that strains identified as identical by PFGE appeared in the same subgroups in dendrograms obtained by MALDI-TOF MS, the only exception being isolates repeatedly collected from a single patient. Conclusion: The results suggest that confirmation of the identity or similarity of strains in accordance with the established epidemiological facts has not been clearly demonstrated using MALDI-TOF MS.

LF UP v Olomouci

Státní veterinární ústav Olomouc

Ústav mikrobiologie LF UP v Olomouci

Veterinární a farmaceutická univerzita Brno

Výzkumný ústav veterinárního lékařství v v i Brno

Potential use of mass spectrometry for subtyping of Campylobacter

Literatura