В микробиологических лабораториях уже широко используют автоматические и полуавтоматические анализаторы, с помощью которых идентифицируют бактерии и определяют минимальную ингибирующую концентрацию антимикробных препаратов для конкретного возбудителя. Однако следует отметить, что при этом на идентификацию микроба требуется не менее 18-24 часов («быстрые» панели позволяют провести идентификацию в течение 4-6 часов). Кроме того, после получения первичных колоний или бактериальной массы на жидкой питательной среде необходимо получить чистую культуру для использования в автоматическом анализаторе.
Одним из последних достижений мировой науки является внедрение в медицинскую лабораторную практику метода масс-спектрометрии. Масс-спектрометрия обеспечивает высокую производительность и практически 100% специфичность и чувствительность, а также непревзойденную скорость анализа. Эта технология, несомненно, открывает новую эру диагностики.
Что же такое MALDI-TOF масс-спектрометрия? Ниже даны описания ключевых терминов.
Масс-спектрометрия – метод идентификации молекул путем измерения отношения их массы к заряду (m/z) в ионизированном состоянии.
MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption’Ionization) – ионизация вещества с помощью матрицы и лазерного излучения.
TOF MS (Time Of Flight Mass-Spectrometry) – времяпролетная масс-спектрометрия. Масса молекулы оценивается по времени пролета от источника ионизации до детектора.
Компания Биомерье представляет новую систему идентификации микроорганизмов на платформе MALDI TOF MS. Прибор получил название Vitek MS.
Для идентификации бактерий Vitek MS (MALDI-TOF) определяет спектр белков напрямую из бактериальной клетки без предварительной длительной пробоподготовки. Для каждого вида микроорганизмов сформирован характерный набор белков (биомаркеров), полученный на основе анализа не менее 50 масс-спектров этого вида. При этом образцы получены из различных источников (больниц, лабораторий, микробиологических коллекций), а каждый образец тщательно идентифицирован с помощью сиквенса 16s РНК или других сертифицированных методов анализа. Структурированная таким образом база данных позволяет быстро и точно идентифицировать микробиологические штаммы.
Вся методика идентификации на Vitek MS (MALDI-TOF) состоит из 2-х этапов:
Этап 1: Подготовка образца
Анализ начинается с того, что на подложке масс-спектрометра смешивают биоматериал из колонии бактерий и специальную матрицу (2′,5′ дигидроксибензойная кислота), раствор уже готов к использованию и устойчив к свету). Затраты по времени для подготовки 24 изолятов – 10 минут, для 96 изолятов – 33 минуты.
Этап 2: Идентификация
После этого образец помещают в прибор и подвергают воздействию наносекундных лазерных импульсов. При этом молекулы матрицы и аналита (в частности, белки) переходят в газовую фазу, а протонированные молекулы матрицы взаимодействуют с белками, перенося на них положительный заряд. Под действием электрического поля ионизированные белки движутся от источника ионизации к детектору с ускорениями, обратно пропорциональными их атомным массам. Программное обеспечение прибора оценивает время пролета частиц и преобразует эту информацию в спектр молекулярных масс (масс-спектр). Масс-спектр сравнивается со спектрами из базы данных, и на основании сведений о массах характеристических белков происходит идентификация микроорганизмов. Затраты по времени для идентификации 24 изолятов – 12 минут, для 96 изолятов – 43 минуты.
Таким образом, на идентификацию одного микроорганизма требуется меньше 2-х минут времени, при этом образцом может служить первичная колония! База данных Vitek MS состоит из 755 клинически значимых видов (бактерий, дрожжей, плесневых грибов/ дерматофитов, микобактерий) и покрывает большинство видов, встречающихся в ежедневной практике микробиологической лаборатории, и эта база постоянно пополняется.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ:
•Диагностика инфекционных заболеваний человека и животных
•Фундаментальные научные исследования
•Разработка новых лекарств: анализ и сравнение белковых профилей бактериальных штаммов, устойчивых к лекарствам, для поиска новых мишеней фармакологического воздействия
•Стандартизация микробиологических коллекций: быстрое сравнение и классификация штаммов из различных изолятов
•Пищевая промышленность: анализ присутствия нежелательных микроорганизмов на ранних стадиях производства
Однако метод масс-спектрометрии не может быть использован для определения чувствительности бактерий к антимикробным агентам. Для решения задачи комплексного подхода идентификации и определения антибиотикочувствительности компания Биомерье совместила два анализатора Vitek MS (проведение идентификации образца) и Vitek 2 (определение чувствительности к АМП и МИК). Эта связь осуществляется через станцию подготовки образцов Vitek MS PREP (входит в комплектацию Vitek MS), которая надежно связывает информацию об образце с ячейками слайда Vitek MS и с позицией кассеты в Vitek 2, и программное обеспечение MYLA (входит в комплектацию Vitek MS), которую разработали специалисты Биомерье в помощь микробиологам для обеспечения полной автоматизации процессов в лаборатории.
Программное обеспечение Myla представляет собой компьютерное приложение (межплатформенное ПО), основанное на технологии Web 2.0, которое отслеживает все действия, выполняемые на микробиологическом лабораторном столе, обеспечивает взаимодействие между приборами, подключенными к приложению, и ЛИС (лабораторной информационной системой).Функциональные возможности Myla позволяют оптимизировать работу в микробиологической лаборатории и улучшают передачу информации в реальном времени.
Главные преимущества анализатора Vitek MS:
•Заменяет стандартные биохимические методы
•Достоверный результат за две минуты
•Высокая воспроизводимость анализа
•Значительная экономия средств (стоимость 1 исследования складывается из стоимости одноразовых планшет и матрикса)
•Возможность интеграции идентификации на Vitek MS с определением чувствительности к антибиотикам на Vitek 2 (связь приборов осуществляется и поддерживается производителем).
•С помощью ПО MYLA можно легко получить удаленный доступ к результатам через сеть.
Нет сомненний, что Vitek MS + Vitek 2 + ПО MYLA = лучшее решение для идентификации и определения чувствительности.
