Identifikace akterií pomocí MALDI MS Ondrej Šedo Centrální laoratoř speciálníc tecnik, Oddělení funkční genomiky a proteomiky Ústav experimentální iologie, Přírodovědecká fakulta Masarykova univerzita Pracovní den ČSKB Brno 1. 11. 21 1
Identifikace akterií pomocí MALDI MS 1. Princip metody MALDI MS 2. Využití v praxi 3. Rozlišovací scopnosti metody 2
1. Princip metody MALDI MS - MALDI MS = Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization 1. Princip Mass Spectrometry metody MALDI MS = Hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí a ionizací za účasti matrice + O O H OH O OH OH O H O C H 3 O OH CH 3 O O CH 3 OH 3
1. Princip metody MALDI MS Intens. [a.u.] 3 66431 25 2 15 1 + 5 4 5 6 7 8 9 1 m /z 4
1. Princip metody MALDI MS Intens. [a.u.] 1436 6 4 2 1 11 12 13 14 15 16 17 18 m /z 5
1. Princip metody MALDI MS Intens. [a.u.] x1 4 3. 4364 5381 2.5 6255 2. 1.5 596 1. 4183 657 9553.5 2545 2833 3125 4776 7158 7869 8368 8993 1299. 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 m /z 6
Intens. [a.u.] Intens. [a.u.] x1 4 2 4 2 Intens. [a.u.] 4364 5381 6255 596 2833 4183 4776 657 7158 7869 8368 8993 9553 1299 Escericia coli 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 1 Intens. [a.u.] Intens. [a.u.] 5 2524 55 3154 3592 4426 2212 412 474 5968 2746 532 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 x1 4 2213 32 3613 4435 5211 648 6678 7184 7236 Kingella kingae 7923 8357 991 97 Pseudomonas aeruginosa 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 4 2 6 4 2 3815 4692 5748 2945 2388 4246 3457 553 556 6246 7841 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 8488 m /z m /z m /z Acinetoacter aumanii 553 637 942 4259 4867 9186 7351 2955 372 6533 7749 47 8343 8967 1311 322 5714 6669 11383 Aeromonas ydropila 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 m /z 7 m /z
Identifikace akterií pomocí MALDI MS 1. Princip metody MALDI MS 2. Využití v praxi 3. Rozlišovací scopnosti metody 8
2. Využití v praxi 1. Hmotnostní spektrometr a.i. 2. Využití v praxi 2. Dataáze motnostníc spekter referenčníc kmenů 4 35 3 25 2 15 1 4491 4368 4363 4356 4354 287 199 1769 667 5 658 655 6 8 1 m/z 3. Vyodnocovací software 9
2. Využití v praxi Intens. [a.u.] 9626 435 6 4 4812 6423 2 6888 5932 6613 889 4588 328 89 3583 444 556 9177 2962 551 113 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 m/z 1
2. Využití v praxi skóre 2,3 Vysoce pravděpodoná identifikace na úrovni druu 2,3 skóre 2, Vysoce pravděpodoná identifikace na úrovni rodu, pravděpodoná identifikace na úrovni druu 2, skóre 1,7 Pravděpodoná identifikace na úrovni rodu 1,69 skóre Nesignifikantní skóre 11
2. Využití v praxi Mikroorganismus MALDI BioTyper identifikace Biocemické metody identifikace Nefermentující Gram-negativní akterie 94% 86% Enteroacteriaceae 99% 97% Ostatní Gram-negativní akterie 96% 91% Gram-pozitivní akterie 97% 92% Kvasinky 97% 97% Celkem 97% 93%.61% Identifikace pouze na úrovni rodu (Biocemické metody:.52%) 1.91% Neidentifikováno (Biocemické metody: 2.34%).69% Falešně pozitivní identifikace (Biocemické metody: 4.42%) 12
2. Využití v praxi Výody: - doa analýzy ~ minuty - identifikace na úrovni druu, případně i detailnější - minimální náklady na analýzu - identifikace vzorků s anormálním fenotypem - možnost identifikace v emokulturác a v moči 13
2. Využití v praxi Nevýody: - vysoká pořizovací cena - vyplatí se v závislosti na počtu analýz - prolémy s rozlišením lízce přiuznýc druů - identifikace ze směsnýc vzorků - změna v metodě přípravy vzorku umožní detekci většío počtu specifickýc signálů - vývoj novýc ioinformatickýc nástrojů 14
Identifikace akterií pomocí MALDI MS 1. Princip metody MALDI MS 2. Využití v praxi 3. Rozlišovací scopnosti metody 3. Rozlišovací scopnosti metody 15
Aeromonas Acinetoacter Acromoacter Candida Pseudomonas Stapylococcus akterie mléčnéo kvašení... 16
Acinetoacter genomic sp. 1 Acinetoacter genomic sp. 11 17
Intens. [a.u.] x1 4 6 5175 A_sp1_NIPH_521 4 2 259 9251 615 6643 59 4266 6961 4626 5 748 9524 353 3484 7182 7822 8972 11 8319 x1 4 Intens. [a.u.] 8 5175 A_sp11_NIPH_522 6 614 4 51 9249 6975 4266 681 7377 2 9523 259 5 4625 6512 8312 354 349 7813 897 13 5427 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 18 m/z
Intens. [a.u.] x1 4 6642 6978 2.5 6813 2. 696 7378 1.5 6513 6668 747 1. 7813.5 71567181 7796 7822. 64 66 68 7 72 74 76 78 19 m/z
Acinetoacter genomic sp. 1 Acinetoacter genomic sp. 11 2
Intens. [a.u.] x1 4 6642 6 6513 669 4 6978 2 6668 6813 7156 7156 7181 7378 7344 7378 747 747 7796 7813 7813 7796 7822 64 66 68 7 72 74 76 78 21 m/z
A_sp1_NIPH_521_II A_sp1_NIPH_521_III A_sp1_NIPH_521_I A_sp1_NIPH_2532 A_sp1_NIPH_2274_II A_sp1_NIPH_226 A_sp1_NIPH_87 A_sp1_NIPH_1741 A_sp1_NIPH_2524 A_sp1_NIPH_2542 A_sp1_NIPH_2537 A_sp1_NIPH_2528 A_sp1_NIPH_2274_I A_sp1_NIPH_154 A_sp11_NIPH_522_II A_sp11_NIPH_522_I A_sp11_NIPH_2273_II A_sp11_NIPH_2689 A_sp11_NIPH_682 A_sp11_NIPH_2127 A_sp11_NIPH_769 A_sp11_NIPH_3626 A_sp11_NIPH_2273_I A_sp11_NIPH_2272 A_sp11_NIPH_2169 A_sp11_NIPH_82 A_sp11_NIPH_522_III A_sp11_NIPH_2681 22 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Distance Level
Acinetoacter aemolyticus NIPH 51 T Acinetoacter eijerinckii NIPH 838 Acinetoacter eijerinckii NIPH 2111 23
x14 A_eijerinckii_NIPH_2111_1a\_I13\1\1SLin 2587 286 352 3465 3724 4176 4266 4266 4494 4777 5424 564 539 466 615 6436 6629 6928 6929 7229 7448 7448 7781 8348 8769 8986 9993 1846 116 9551 1518 5176 9319 3 Intens. [a.u.] 2 1 x14 A_eijerinckii_NIPH_838_1a\_C13\1\1SLin 2587 352 3465 3725 4493 4777 4996 5176 564 6757 7815 8351 8769 8985 9553 1846 1127 9992 466 6628 5176 616 9319 Intens. [a.u.] 3 2 1 x14 A_aemolyticus_NIPH_51T_1a\_B13\1\1SLin 2587 352 3465 3725 3929 4169 4266 4541 4648 54 543 5865 6644 6823 7629 8335 8766 8986 9567 1857 1148 9394 176 6929 745 8185 614 9295 2.5 Intens. [a.u.] 2. 1.5 1..5. 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 m/z 24
A_aemolyticus_NIPH_51T A_eijerinckii_NIPH_838 A_eijerinckii_NIPH_2111 1 9 8 7 6 5 4 Distance Level 3 2 1 25
x14 A_eijerinckii_NIPH_2111_1a\_I13\1\1SLin 2587 352 286 3465 3724 4176 4266 4266 4494 4777 5424 564 539 466 616 615 6436 6629 6928 6929 7229 7448 7448 7781 8348 8769 8986 9993 1846 116 9551 1518 5176 9319 3 Intens. [a.u.] 2 1 x14 A_eijerinckii_NIPH_838_1a\_C13\1\1SLin 2587 352 3465 3725 4493 4777 4996 5176 564 6757 7815 8351 8769 8985 9553 1846 1127 9992 466 6628 5176 9319 Intens. [a.u.] 3 2 1 x14 A_aemolyticus_NIPH_51T_1a\_B13\1\1SLin 2587 352 3465 3725 3929 4169 4266 4541 4648 54 543 5865 6644 6823 7629 8335 8766 8986 9567 1857 1148 9394 176 6929 745 8185 614 9295 2.5 * * ** * Intens. [a.u.] 2. 1.5 1..5. 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 m/z 26
Acinetoacter aemolyticus NIPH 51 T Acinetoacter eijerinckii NIPH 838 Acinetoacter eijerinckii NIPH 2111 27
A_eijerinckii_NIPH_838_c A_eijerinckii_NIPH_838_ A_eijerinckii_NIPH_838_a A_eijerinckii_NIPH_2111_ A_eijerinckii_NIPH_2111_c A_eijerinckii_NIPH_2111_a A_aemolyticus_NIPH_51T_c A_aemolyticus_NIPH_51T_ A_aemolyticus_NIPH_51T_a 1 9 8 7 6 5 4 Distance Level 3 2 1 28
Acinetoacter aemolyticus NIPH 51 T Acinetoacter eijerinckii NIPH 838 Acinetoacter eijerinckii NIPH 2111 29
A_aemolyticus_NIPH_51T_1c A_aemolyticus_NIPH_51T_1 A_aemolyticus_NIPH_51T_1a A_aemolyticus_NIPH_51T_3 A_aemolyticus_NIPH_51T_3a A_aemolyticus_NIPH_51T_2 A_aemolyticus_NIPH_51T_3c A_aemolyticus_NIPH_51T_2c A_aemolyticus_NIPH_51T_2a A_eijerinckii_NIPH_2111_1c A_eijerinckii_NIPH_2111_3 A_eijerinckii_NIPH_2111_3c A_eijerinckii_NIPH_2111_2c A_eijerinckii_NIPH_2111_2 A_eijerinckii_NIPH_2111_2a A_eijerinckii_NIPH_2111_3a A_eijerinckii_NIPH_2111_1 A_eijerinckii_NIPH_2111_1a A_eijerinckii_NIPH_838_3c A_eijerinckii_NIPH_838_1a A_eijerinckii_NIPH_838_1 A_eijerinckii_NIPH_838_3 A_eijerinckii_NIPH_838_2c A_eijerinckii_NIPH_838_2 A_eijerinckii_NIPH_838_2a A_eijerinckii_NIPH_838_3a A_eijerinckii_NIPH_838_1c 1 9 8 7 6 5 Distance Level 4 3 2 1 3
Poděkování Kultivace kmenů Andrea Tesim, Tereza Vaňousová, Ludmila Tvrzová Oddělení mikroiiologie, Ústav experimentální iologie, Přírodovědecká fakulta MU Ivo Sedláček Česká sírka mikroorganismů, Ústav experimentální iologie, Přírodovědecká fakulta MU Alexandr Nemec Státní zdravotní ústav Marta Dušková, Renáta Karpíšková Veterinární a farmaceutická univerzita Brno Filip Růžička Fakultní nemocnice U Svaté Anny, Lékařská fakulta MU MALDI MS analýza Ondrej Šedo, Aleš Voráč, Magdaléna Kačalová, Zyněk Zdráal Oddělení funkční genomiky a proteomiky, Ústav experimentální iologie, Přírodovědecká fakulta MU Zpracování dat Tomas Meier, Markus Kostrzewa, Mical Boáč postup I Daltonik Matej Lexa Katedra informačníc tecnologií, Fakulta informatiky MU Finanční podpora Ministerstvo školství, mládeže a tělovýcovy, projekty č. MSM21622415, MSM21622416 and LC634. 31
Děkuji za pozornost! = Přátelské akterie! Intens. [a.u.] x1 4 1.5 1.25 7481 8414 1..75 532.5 5873 9396.25 3443 4792 676 1391 12386 1493 16368 17689. 2 4 6 8 1 12 14 16 18 m /z 32