Reinventando as aplicações do MALDI-TOF na microbiologia clínica

Nesta sessão, coordenada pelo Dr. Evgeny A. Idelevich e pela Dra. Belen Rodriguez-Sanchez, foram discutidos aspectos relevantes do uso do MALDI-TOF (Ionização por Dessorção a Laser Assistida por Matriz com analisador por tempo de voo).

Análise de polissacarídeos por espectrometria de massa: missão impossível ou ferramenta poderosa no diagnóstico de rotina? 
Jaroslav Hrabak, República Tcheca 

A detecção de polissacarídeos por espectrometria de massa (MS) é desafiadora, devido a sua baixa capacidade de ionização. Esse estudo apresentou um novo método baseado em MALDI-TOF MS para a análise de lipopolissacarídeos da parede celular que pode auxiliar na identificação e tipagem de microrganismos. Foi criada uma molécula contendo uma amina reativa que pode se ligar a estruturas contendo um grupo aldeído. Foi demonstrada sua capacidade de ionizar mono e dissacarídeos, a qual apresenta um sinal na relação massa/carga (m/z) 586 (glicose) e m/z 748 (lactose). A digestão de polissacarídeos bacterianos purificados, assim como de culturas, mostra um espectro único na janela entre m/z 500 e 2.000 para cada espécie bacteriana testada.¹

Aplicação da espectroscopia de massa por MALDI-TOF com aprendizado da máquina para a detecção de Enterococcus faecium resistente à vancomicina
Belen Rodriguez-Sanchez, Espanha 

O objetivo desse estudo foi desenvolver e avaliar um modelo preditivo baseado em MALDI-TOF MS e aprendizado da máquina para diferenciar E. faecium susceptível (VSE) e resistente (VRE) à vancomicina, classificando-os em VanA e VanB. Um total de 282 isolados clínicos de E. faecium foi analisado, incluindo 103 VSE e 179 VRE (80 VanA e 99 VanB). Todos os isolados foram analisados em duplicata por meio do sistema VITEK® MS PRIME (bioMérieux). O espectro foi aleatoriamente dividido em um conjunto de treinamento (70%) e um conjunto de validação (30%), e processado usando o Clover MS Data Analysis Software (Clover Biosoft). Dois algoritmos de aprendizado da máquina foram aplicados – Partial Least Squares (PLS) e Support Vector Machine (SVM) – para a diferenciação entre as cepas VSE e VRE, e para a discriminação entre os isolados de VanA e VanB. Além disso, a análise da proteína de pico foi executada usando as bases de dados Ribopeaks e Uniprot para identificar picos úteis na diferenciação das cepas. O estudo mostrou que MALDI-TOF MS pode ser uma ferramenta promissora para a identificação de VRE e para a diferenciação de VanA e VanB. As diferenças entre elas não foram devidas a picos ribossomais, o que necessita ser mais bem estudado para a caracterização das cepas.²

A rede europeia para a detecção rápida de anaeróbios, parte 2: continuando a otimização da base de dados com espectroscopia de massa por MALDI-TOF 
Kathleen Boiten, Holanda

Durante o projeto da rede europeia para a detecção rápida de anaeróbios (ENRIA), a base de dados Bruker MALDI-TOF MS foi otimizada para a identificação de bactérias anaeróbias. Entretanto, isolados clínicos que não puderam ser identificados com o uso de MALDI-TOF MS ainda são encontrados, por várias razões. Até agora, 118 espectros principais da biblioteca (MSPs) foram criados, em 47 gêneros e 71 espécies diferentes; 52 MSPs foram criados a partir de 33 espécies já presentes na base de dados, mas com menos de 5 MSPs; 38 espécies diferentes não estavam representadas na base de dados, das quais 29 eram espécies válidas e 9 eram espécies não válidas. Dessas 38 espécies, 66 MSPs foram adicionadas à base de dados.³ 

Identificação de fungos patogênicos incomuns por MALDI-TOF: onde estamos hoje? 
Marion Dutkiewicz, França

O uso de MALDI-TOF-MS para identificar fungos incomuns permanece um desafio. O desempenho da técnica depende do método de extração de proteínas, do instrumento, do algoritmo e da base de dados. Esse estudo teve como objetivo comparar três espectrômetros de massa e cinco bases de dados. Foram analisados 169 isolados, incluindo 61 espécies de Aspergillus, 72 espécies de bolores raros e 36 leveduras incomuns, representando 33 gêneros e 98 espécies. Amostras do dia 3 de crescimento geraram resultados melhores do que amostras do dia 8 (p<0,001) e, portanto, foram usadas nas análises posteriores. A taxa de identificação correta variou de 64% a 91% para o gênero e 58% a 85% para a espécie em leveduras incomuns; de 48% a 98% para o gênero e de 18% a 98% para a seção de Aspergillus; e de 40% a 88% para o gênero e 12% a 68% para a espécie em bolores raros. MALDI-TOF parece ser uma ferramenta complementar interessante para a identificação de fungos, mas são necessárias melhorias nas bases de dados comerciais e otimização dos sistemas de aquisição de espectros de fungos.⁴ 

Referências
1. Dadovska L, Hrabák J. Mass spectrometric analysis of microbial polysaccharides: mission impossible or a powerfultool in routine diagnostics? Abstract, ESCMID Global. 27-30 abr. 2024, Barcelona, Espanha.
2. Sánchez-Cueto M, Candela A, Calama N, Marín M, Blázquez-Sánchez M, Smith C. Application of MALDI-TOF mass spectrometry and machine learning for the detection of vancomycin-resistant Enterococcus faecium. Abstract, ESCMID Global. 27-30 abr. 2024, Barcelona, Espanha.
3. Boiten K, Rossen J, Veloo A. The European network for the rapid identification of anaerobes part two: continuing theo ptimisation of the MALDI-TOF MS database. Abstract, ESCMID Global. 27-30 abr. 2024, Barcelona, Espanha.
4. Dutkiewicz M, Garros M, Bui J, Charlier V, Da Silva E, Lemaire M, et al. MALDI-TOF identification for uncommon fungal pathogens, where do we stand? Abstract, ESCMID Global. 27-30 abr. 2024, Barcelona, Espanha.

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