Une étude récente publiée dans le Journal des champignons utilisé un roman OrbitrapMT technologie de spectrométrie de masse à haute résolution couplée à la chromatographie liquide pour identifier géographiquement différents clades de Candida auris (C. auris) isole. Cette méthodologie de preuve de concept pourrait détecter avec précision C. auris au laboratoire de microbiologie.
Étude : Identification rapide et précise de Candida auris par spectrométrie de masse à haute résolution. Crédit d’image : Jens Goepfert/Shutterstock
Arrière-plan
Il y a plus d’une décennie, C. auris a été trouvé pour la première fois en Asie de l’Est, provoquant des infections du sang. Bien que cette infection fongique ait été initialement découverte en Inde, en Amérique du Sud, en Afrique du Sud et au Moyen-Orient, elle a rapidement prévalu dans le monde.
C. auris est rapidement devenu un agent pathogène fongique nosocomial courant, en particulier chez les patients des unités de soins intensifs (USI). En conséquence, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ont classé C. auris comme agent pathogène de menace urgente.
Un facteur important qui permet C. auris épidémies dans le monde est l’identification incorrecte des agents pathogènes de la levure dans les laboratoires hospitaliers. D’où l’urgence d’une identification précise et rapide des C. auris dans les laboratoires hospitaliers, ce qui peut réduire leur transmission dans les établissements de santé.
Analyse génomique du monde entier C. auris isolats a indiqué qu’environ cinq clades ont émergé au cours des 20 dernières années, indépendamment et simultanément. Ces cinq clades distincts géographiquement restreints sont le clade I : Asie du Sud, le clade II : Asie de l’Est, le clade III : Afrique, le clade IV : Amérique du Sud et le clade V : Iran. Chaque clade diffère de l’autre par environ dix mille polymorphismes mononucléotidiques.
Chaque clade a une résistance différentielle aux agents antifongiques ; par exemple, le clade I est plus résistant au fluconazole, tandis que le clade II présente une sensibilité. Actuellement, C. auris des isolats appartenant à ces clades ont été introduits dans de nombreux pays du monde. Les scientifiques ont souligné l’importance d’identifier et de surveiller rapidement ces clades pour limiter leur propagation.
C. auris possède plusieurs sphingolipides et mannoprotéines structurellement uniques, ce qui lui permet d’adhérer de manière persistante aux dispositifs médicaux et aux environnements hospitaliers. Ces protéines contribuent également à la formation de biofilms et empêchent leur élimination par les désinfectants courants.
Plusieurs études ont indiqué que les techniques moléculaires ne permettent pas d’identifier C. auristandis que la technologie MALDI-TOF (désorption laser assistée par matrice/ionisation-temps de vol) peut identifier avec précision ce champignon au niveau de l’espèce.
L’étude et ses résultats
102 cliniques C. auris souches ont été sélectionnées, représentant les cinq clades. Ces clades ont été déterminés sur la base d’un essai de typage à répétition en tandem court (STR), qui a ensuite été comparé aux résultats de séquençage du génome entier.
L’étude actuelle a appliqué OrbitrapMT technologie de spectrométrie de masse à haute résolution pour identifier C. auris basée sur des méthodes d’analyse des protéines. Cette technique a été combinée avec la chromatographie liquide (LC) pour la séparation initiale. Dans cette méthode, l’ionisation par électrospray (ESI) transfère les protéines dans la phase gazeuse pour l’ionisation et est ensuite introduite dans le spectromètre de masse (LC-MS).
L’analyse de masse est effectuée soit par ions fragmentés, soit par masse intacte (MS) par spectrométrie de masse en tandem (MS/MS). Certaines des principales caractéristiques de l’analyseur de masse OrbitrapTM sont une haute résolution allant jusqu’à 200 000, un rapport masse/charge élevé de 6 000, une précision de masse élevée entre 2 et 5 ppm et une plage dynamique supérieure à 104.
Différenciation du clade de C. auris à l’aide de mesures de masse monoisotopiques représentées sous forme de carte thermique. L’échelle de couleur va du bleu (signal max) au rouge foncé (pas de signal), représentant l’abondance des masses monoisotopiques mesurées dans chaque souche. Les masses protéiques différentielles spécifiques au clade sont visibles à partir des cases verticales rectangulaires indiquant l’affiliation géographique et l’attribution du clade et son dendrogramme associé verticalement indiquant les masses protéiques observées (colonnes par rapport aux lignes). Axe X indiquant l’attribution de clade et axe Y indiquant les masses de protéines MS1 observées.
De plus, cette méthode est très sensible et permet de mesurer la masse exacte d’un composé. Il peut également identifier des changements structurels mineurs dus à un polymorphisme d’un seul nucléotide traduit en un changement d’acide aminé.
Fait important, cette technologie nouvellement développée pourrait identifier tous C. auris isole avec un niveau de confiance élevé. De plus, il pourrait différencier C. auris à travers les clades. Même si un nombre limité d’isolats étaient présents dans chaque clade, cette technologie spectrométrique a identifié C. auris clades avec une précision d’identification de 99,6 %.
Sur la base d’une analyse en composantes principales (ACP) et d’une étude ultérieure de regroupement d’affinités, les pays d’Asie du Sud, d’Asie de l’Est et d’Iran C. auris les clades étaient plus étroitement liés sur le plan protéomique. De longues branches dans l’analyse de groupement d’affinité ont suggéré que le C. auris les souches étaient présentes en tant que valeurs aberrantes qui nécessitaient plus d’attention, quelle que soit la technique de détection.
Les résultats du typage protéomique ont indiqué la capacité de suivre des souches de la même origine isolées de diverses localisations géographiques. À l’avenir, une correspondance et un alignement plus précis des schémas de typage (basés sur le séquençage de nouvelle génération) sont nécessaires pour s’appuyer sur ces résultats. Cela réduirait considérablement les fausses identifications et classifications de souches inconnues associées à de nouveaux clades ou lignées.
conclusion
Bien que le flux de travail lié à la spectrométrie de masse et au séquençage de nouvelle génération ne soit pas directement comparable, leurs résultats sont similaires, à savoir l’identification de microbes cliniques inconnus. La méthode de séquençage standard de nouvelle génération est un processus très chronophage qui nécessite de nombreuses étapes délicates de contrôle de la qualité, en particulier lors des analyses d’échantillons multiplexés.
En revanche, la méthodologie nouvellement développée peut fournir des résultats en 60 minutes. Par conséquent, l’application de l’Orbitrap haute résolutionMT spectromètre de masse pour identifier précisément et rapidement C. auris clades est une alternative intéressante aux plateformes conventionnelles.
