Diagnóstico rápido proteómico (MALDI-TOF MS) para la determinación de bacterias resistentes a los antibióticos

Abstract

[Resumen] La espectrometría de masas es una técnica de análisis que permite caracterizar analitos midiendo las relaciones de masas de las moléculas analizadas. La evolución de la tecnología ha permitido llegar al MALDI-TOF MS, que es una variante que permite la detección de mezclas proteicas complejas con mínimas fragmentaciones, lo que permite su aplicación en microbiología en la identificación de microorganismos. Siguiendo con el desarrollo de nuevas aplicaciones de esta tecnología, la detección de moléculas como los antibióticos para la detección de mecanismos de resistencia a los antimicrobianos es la base de esta tesis. Nos hemos basado en la aplicación de un ensayo de resistencia funcional, basado en la medida de la acción enzimática de la bacteria con mecanismos de resistencia específicos (fundamentalmente β-lactamasas) sobre el antibiótico y el seguimiento de este en el espectro de masas. Los antibióticos estudiados son β-lactámicos, incluyendo carbapenémicos y quinolonas. Hemos conseguido resultados satisfactorios en la aplicación de esta técnica tanto en bacterias aisladas en cultivo como en el hemocultivo. La principal ventaja de esta metodología es la obtención de resultados 24 h antes que los métodos fenotípicos, con bajo coste y con valores de sensibilidad y especificidad similares a los métodos moleculares.

[Resumo] A espectrometría de masas é unha técnica de análise que permite caracterizar analitos medindo as relacións de masas das moléculas analizadas. A evolución da tecnoloxía permitiu chegar ao MALDI-TOF MS, que é unha variante que permite a detección de mesturas proteicas complexas con mínimas fragmentacións, o que permite a súa aplicación en microbiología na identificación de microorganismos. Seguindo co desenvolvemento de novas aplicacións desta tecnoloxía, a detección de moléculas como os antibióticos para a detección de mecanismos de resistencia aos antimicrobianos é a base desta tese. Baseámonos na aplicación dun ensaio de resistencia funcional, baseado na medida da acción enzimática da bacteria sobre o antibiótico e o seguimento deste no espectro de masas. Os antibióticos estudados son os β-lactámicos, carbapenémicos e quinolonas. Conseguimos resultados satisfactorios na aplicación desta técnica tanto en bacterias en cultivo como no hemocultivo. A principal vantaxe desta metodoloxía é a obtención de resultados 24 h antes que os métodos fenotípicos, con baixo custo e con valores de sensibilidade e especificidade similares aos métodos moleculares.

[Abstract] Mass spectrometry is an analytical technique that allows analytes to be characterized by measuring the mass ratios of the molecules. Evolution of the technology has enabled getting at MALDI-TOF MS, that is variant that allows detection of complex protein mixtures with minimum fragmentations. This leads into its application in microbiology in the identification of microorganisms. Following with the development of new applications of this technology, the basis of this thesis is the detection of molecules as antibiotics for antimicrobial resistance detection. We have based our study on the application of a functional assay that measures the enzymatic activity in the antibiotic and further tracing of the mass spectrum generated. The studied antibiotics were β-lactams, carbapenems and quinolones. We have reached satisfactory results in the application of this technique either in bacterial cultures as in blood cultures. The main advantage of the methodology is the possibility of obtaining results 24 h before than phenotypic methods, with low cost and with sensitivity and specificity values in the range of molecular methods.