Staph-Infektionen mit Massenspektrometrie erkennen

Forscher haben einen neuen Labortest entwickelt, der das Bakterium, das Staphylococcus aureus-Infektionen verursacht, schnell identifizieren kann. Die Ergebnisse wurden in der Januar-Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht Molekulare und zelluläre Proteomik.
Die Forscher vom Georgia Institute of Technology und den Zentren für Krankheitskontrolle und - prävention (CDC) haben ihren Test auf eine einzigartige Isotopenmarkierung in Kombination mit einer spezifischen Bakteriophagenamplifikation gestützt, um Staphylococcus aureus schnell zu identifizieren, indem sie massenspektrometrisch die Anzahl von S. aureus Organismen in einer großen Anzahl von Proben innerhalb weniger Stunden, verglichen mit den Standard-Kultivierungstechniken, die ein oder zwei Tage benötigen, um das Bakterium zu identifizieren.
Eine schnelle und präzise Erkennung von S. aureusInfektionen sind lebenswichtig, da sie ein breites Spektrum von Infektionen verursachen können, die von akuten bis zu chronischen Erkrankungen reichen können, die eine rasche Behandlung mit dem entsprechenden Antibiotikum erfordern.
Facundo Fernández, außerordentlicher Professor an der Georgia Tech School für Chemie und Biochemie, erklärt:

"Unsere Methode zur Erkennung von Staphylokokken-Infektionen mittels Massenspektrometrie wird in einer Vielzahl von Situationen wertvoll sein, wird aber von entscheidender Bedeutung sein, wenn eine große Anzahl von Menschen sehr schnell getestet werden muss, was letztlich die Behandlung verbessert."

Pierce, ein Forschungschemiker am CDC, der als Student an der Georgia Tech in das Projekt involviert war, erklärte:

"Die Einfachheit der Probenvorbereitung, die geringen Kosten der benötigten Reagenzien und die erhöhte Verfügbarkeit von Massenspektrometern in klinischen Labors machen diese neue Methode zu einer kostengünstigen Möglichkeit, Staphylokokken-Infektionen schnell und effektiv nachzuweisen, die schnell behandelt werden müssen, um eine Ausbreitung des Bakteriums zu verhindern Krankheit."

Der Test beinhaltet das Injizieren einer bekannten Menge von Bakteriophagen, die mit Stickstoff-15 markiert sind, in eine Probe. Die Phagen, Viren, die Bakterien infizieren, infizieren nur Leben S. aureus Zellen, die anschließend das Phagensignal multiplizieren und verstärken. Nach zweistündiger Inkubation zerlegen die Forscher Proteine ??aus der Phagenhülle in Komponentenpeptide unter Verwendung einer Trypsinverdauungstechnik. Die Probe wird dann unter Verwendung von Flüssigkeitschromatographie mit Tandem-Massenspektrometrie-Detektion analysiert. Die Forscher können die Probe messen S. aureus Konzentration durch Nachweis von Peptiden aus der Proteinhülle des Phagen.

Barr, Leiter für biologische Massenspektrometrie in der Abteilung für Laborwissenschaften des CDC kommentierte:

"Die Stärke dieser Technik ist die Kopplung einer gut charakterisierten Methode zur Identifizierung von Bakterien mit einer modernen Detektionsvorrichtung wie einem Massenspektrometer. Durch die Markierung von Eingangsphagen mit schweren Stickstoffisotopen konnten wir mit Massenspektrometrie effektiv zwischen den Eltern unterscheiden und Phagen der Nachkommenschaft, wodurch die Selektivität der Methode erhöht wird. "

Die Forscher haben den Prototyp dieser auf Massenspektrometrie basierenden Technik optimiert, um niedrige Konzentrationen von Bakterien zu identifizieren, die es Ärzten ermöglichen sollten, Staphylokokken-Infektionen zu diagnostizieren, ohne signifikante Kulturperioden zu benötigen. Der Test wird die manuelle Arbeit und subjektive Interpretation von Ergebnissen reduzieren, die in traditionellen Techniken auftreten, wenn sie mit Standardlaborrobotik kombiniert werden.
Rees schließt mit:

"Ein spannender Aspekt dieser Phagenmethode ist, dass mit kleinen Modifikationen der Verfahren neben der bakteriellen Identifizierung auch Resistenz und Anfälligkeit für eine Reihe von verschiedenen Antibiotika bestimmt werden können. Diese zusätzliche Information könnte der Schlüssel zur breiten Akzeptanz der Methode sein . "

Geschrieben von Petra Rattue