Utilização do MALDI-TOF MS para identificação de micobactérias em amostras clínicas de animais

Autores

DOI:

https://doi.org/10.31533/pubvet.v17n7e1414

Palavras-chave:

Espectrometria de massas, MALDI TOF MS, micobactérias

Resumo

O diagnóstico das enfermidades transmitidas por micobactérias em animais domésticos e selvagens representa um grande desafio à medicina veterinária. Embora o Mycobacterium bovis, seja a espécie de maior interesse por causar a tuberculose, as micobactérias não tuberculosas (MNT), também podem causar graves infecções, denominadas micobacterioses, em animais e no homem. As doenças micobacterianas caracterizam-se pelo desenvolvimento granulomatoso crônico e progressivo. O tempo de geração das espécies de crescimento lento pode chegar até vinte horas, fazendo com que seu isolamento em meios de cultura tradicionais, possa demorar até 90 dias para espécies de crescimento lento e aproximadamente seis dias para espécies de crescimento rápido. Além de fastidiosas, as micobactérias possuem parede celular rica em lipídeos e ácidos micólicos, o que dificulta a extração de DNA, interferindo em muitos métodos moleculares utilizados na tentativa de acelerar o diagnóstico. Embora a diferenciação entre as espécies tenha avançado nos últimos anos com a utilização de métodos moleculares mais específicos, em espécies geneticamente muito próximas, este processo ainda é muito desafiador, estimulando-se o desenvolvimento de novas tecnologias. As metodologias de espectrometria de massas como o MALDI-TOF MS (matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry), têm sido utilizadas como ferramenta de identificação microbiológica em laboratórios clínicos, indústrias alimentícias e hospitais. Neste artigo, serão discutidos os principais aspectos relacionados ao uso desta ferramenta para o diagnóstico de micobactérias provenientes de amostras clínicas de animais.

Referências

Allix-Béguec, C., Fauville-Dufaux, M., Stoffels, K., Ommeslag, D., Walravens, K., Saegerman, C. & Supply, P. (2010). Importance of identifying Mycobacterium bovis as a causative agent of human tuberculosis. European Respiratory Journal, 35(3), 692–694. https://doi.org/10.1183/09031936.00137309.

Almeida, A. L. P., Totola, G. O. H., Pimentel, J. & Júnior, P. S. A. (2022). MALDI-TOF: importância e aplicabilidade na microbiologia hospitalar.

APHL. (2019). Association of Public Health Laboratories. Infectious diseases: Best practices for identification of Mycobacterium species using matrix-assisted laser desorption ionization-time off light mass spectrometry.

Assis, D. M., Juliano, L. & Juliano, M. A. (2011). A espectrometria de massas aplicada na classificação e identificação de microorganismos http://dx. doi. org/10.5892/ruvrv. 2011.92. 344355. Revista Da Universidade Vale Do Rio Verde, 9(2), 344–355. https://doi.org/10.5892/ruvrv.2011.92.344355.

Bacanelli, G., Olarte, L. C., Silva, M. R., Rodrigues, R. A., Carneiro, P. A. M., Kaneene, J. B., Pasquatti, T. N., Takatani, H., Zumarraga, M. J. & Etges, R. N. (2019). Matrix assisted laser desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry identification of Mycobacterium bovis in Bovinae. Journal of Veterinary Medical Science, 81(10), 1400–1408. https://doi.org/10.1292/jvms.19-0214.

Balada-Llasat, J. M., Kamboj, K. & Pancholi, P. (2013). Identification of mycobacteria from solid and liquid media by matrix-assisted laser desorption ionization–time of flight mass spectrometry in the clinical laboratory. Journal of Clinical Microbiology, 51(9), 2875–2879. https://doi.org/10.1128/jcm.00819-13.

Borham, M., Oreiby, A., El-Gedawy, A., Hegazy, Y., Khalifa, H. O., Al-Gaabary, M. & Matsumoto, T. (2022). Review on bovine tuberculosis; na emerging disesase associated with multidrug-resistant Mycobacterium species. Pathogens, 11(715), 2–25. https://doi.org/10.3390/pathogens11070715.

Cao, Y., Wang, L., Ma, P., Fan, W., Gu, B. & Ju, S. (2018). Accuracy of matrix-assisted laser desorption ionization–time of flight mass spectrometry for identification of mycobacteria: a systematic review and meta-analysis. Scientific Reports, 8(1), 1–9. https://doi.org/10.1042/BSR20190859.

Carbonnelle, E., Mesquita, C., Bille, E., Day, N., Dauphin, B., Beretti, J., Ferroni, A., Gutmann, L. & Nassif, X. (2011). MALDI-TOF mass spectrometry tools for bacterial identification in clinical microbiology laboratory. Bio Tribune Magazine, 39, 35–42. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2010.06.017.

Carneiro, P. A. M., Takatani, H., Pasquatti, T. N., Silva, C. B. D. G., Norby, B., Wilkins, M. J., Zumárraga, M. J., Araujo, F. R. & Kaneene, J. B. (2019). Epidemiological study of Mycobacterium bovis infection in buffalo and cattle in Amazonas, Brazil. Frontiers in Veterinary Science, 6, 434. https://doi.org/10.3389/fvets.2019.00434.

Carrisoza-Urbina, J., Morales-Salinas, E., Bedolla-Alva, M. A., Hernández-Pando, R. & Gutiérrez-Pabello, J. A. (2019). Atypical granuloma formation in Mycobacterium bovis-infected calves. PloS One, 14(7), e0218547. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218547.

Cunha, R. B., Castro, M. de S. & Fontes, W. (2006). Espectrometria de massa de proteínas. Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento, 36, 40–46.

Didkowska, A., Krajewska-Wędzina, M., Klich, D., Prolejko, K., Orłowska, B. & Anusz, K. (2021). The Risk of False-Positive Serological Results for Paratuberculosis in Mycobacterium bovis-Infected Cattle. Pathogens, 10(8), 1054. https://doi.org/10.3390/pathogens10081054.

Duncan, M. & DeMarco, M. L. (2019). Maldi-Ms: emerging roles in pathology and laboratory medicine. Clinical Mass Spectrometry, 13, 1–4. https://doi.org/10.1016/j.clinms.2019.05.003.

Fernández-Esgueva, M., Fernández-Simon, R., Monforte-Cirac, M. L., López-Calleja, A. I., Fortuño, B. & Viñuelas-Bayon, J. (2021). Use of MALDI-TOF MS (Bruker Daltonics) for identification of Mycobacterium species isolated directly from liquid medium. Enfermedades Infecciosas y Microbiologia Clínica, 39(5), 241–243. https://doi.org/10.1016/j.eimc.2020.05.011.

Ferreira, M. M. C. (2019). Espectrometria de Massa (MADI-TOF MS) aplicada ao laboratório de microbiologia clínica: Uma revisão bibliográfica. Universidade Federal Fluminense.

Griffiths, J. (2008). Una breve história de la espectrometría de masas. Analytical Chemistry, 80(15), 5678–5683. https://doi.org/10.1021/ac8013065.

Gupta, R. S., Lo, B. & Son, J. (2018). Phylogenomics and comparative genomic studies robustly support division of the genus Mycobacterium into an emended genus Mycobacterium and four novel genera. Frontiers in Microbiology, 9, 67. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00067.

Krajewska-Wedzina, M., Augustynowicz-Kopec, E., Weiner, M. & Szulowski, K. (2018). Treatment for active tuberculosis in giraffe (Giraffa camelopardalis) in a Zoo and potential consequences for public health-case report. Annals of Agricultural and Environmental Medicine, 25(4), 593–595. https://doi.org/10.26444/aaem/75685.

Kumar, D., Nath, L., Kamal, M. A., Varshney, A., Jain, A., Singh, S. & Rao, K. V. S. (2010). Genome-wide analysis of the host intracellular network that regulates survival of Mycobacterium tuberculosis. Cell, 140(5), 731–743. https://doi.org/10.1016/j.cell.2010.02.012.

Lan, Z., Bastos, M. & Menzies, D. (2016). Treatment of human disease due to Mycobacterium bovis: a systematic review. European Respiratory Journal, 48(5), 1500–1503. https://doi.org/10.1183/13993003.

Maier, T., Klepel, S., Renner, U. & Kostrzewa, M. (2006). Fast and reliable MALDI-TOF MS–based microorganism identification. Nature Publishing Group US New York.

Malama, S., Munyeme, M., Mwanza, S. & Muma, J. B. (2014). Isolation and characterization of non-tuberculous mycobacteria from humans and animals in Namwala District of Zambia. BMC Research Notes, 7(1), 1–5. https://doi.org/10.1186/1756-0500-7-622.

Mediavilla-Gradolph, M. C., Toro-Peinado, D., Bermúdez-Ruiz, M. P., García-Martínez, M. de los Á., Ortega-Torres, M., Montiel Quezel-Guerraz, N. & Palop-Borrás, B. (2015). Use of MALDI-TOF MS for identification of nontuberculous Mycobacterium species isolated from clinical specimens. BioMed Research International, 2015. https://doi.org/10.1155/2015/854078.

Melo, L. F. (2014). A utilização da espectrometria de massa MALDI-TOF na identificação de microrganismos no controle de qualidade farmacêutico. Universidade Federal de Minas Gerais.

Odoi, J. O., Ohya, K., Moribe, J., Takashima, Y., Sawai, K., Taguchi, K., Fukushi, H., Wada, T., Yoshida, S. & Asai, T. (2020). Isolation and antimicrobial susceptibilities of nontuberculous Mycobacteria from wildlife in Japan. Journal of Wildlife Diseases, 56(4), 851–862. https://doi.org/10.7589/2019-10-261.

Pan, C., Xu, S., Zhou, H., Fu, Y., Ye, M. & Zou, H. (2007). Recent developments in methods and technology for analysis of biological samples by MALDI-TOF-MS. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 387, 193–204. https://doi.org/10.1007/s00216-006-0905-4.

Park, S.-Y., Jang, S.-H., Oh, S.-O., Kim, J. A. & Hur, J.-S. (2014). An easy, rapid, and cost-effective method for DNA extraction from various lichen taxa and specimens suitable for analysis of fungal and algal strains. Mycobiology, 42(4), 311–316. https://doi.org/10.5941/MYCO.2014.42.4.311.

Pasternak, J. (2012). Novas metodologias de identificação de micro-organismos: MALDI-TOF. Einstein, 10(1), 118–119. https://doi.org/10.1590/S1679-45082012000100026.

Pavlik, I., Ulmann, V. & Falkinham III, J. O. (2022). Nontuberculous Mycobacteria: Ecology and Impact on Animal and Human Health. In Microorganisms (Vol. 10, Issue 8, p. 1516). MDPI. https://doi.org/103390/microorganisms10081516.

Peixoto, A. S., Montenegro, L. M. L., Lima, A. S., Melo, F. L., Barbosa Júnior, W. L., Neves, M. M. C., Ramos, J. P., Schindler, H. C. & Medeiros, Z. M. (2020). Identification of nontuberculous mycobacteria species by multiplex real-time PCR with high-resolution melting. Revista Da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 53, e20200211. https://doi.org/10.1590/0037-8682-0211-2020.

Radomski, N., Kreitmann, L., McIntosh, F. & Behr, M. A. (2013). The critical role of DNA extraction for detection of mycobacteria in tissues. PLoS One, 8(10), e78749. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0078749.

Sattar, A., Zakaria, Z., Abu, J., Aziz, S. A. & Rojas-Ponce, G. (2021). Isolation of Mycobacterium avium and other nontuberculous mycobacteria in chickens and captive birds in peninsular Malaysia. BMC Veterinary Research, 17(1), 1–13. https://doi.org/10.1186/s12917-020-02695-8.

Tsuchida, S., Umemura, H. & Nakayama, T. (2020). Current status of matrix-assisted laser desorption/ionization–time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) in clinical diagnostic microbiology. Molecules, 25(20), 4775. https://doi.org/10.3390/molecules25204775.

Varela‐Castro, L., Barral, M., Arnal, M. C., Fernández de Luco, D., Gortázar, C., Garrido, J. M. & Sevilla, I. A. (2022). Beyond tuberculosis: Diversity and implications of non‐tuberculous mycobacteria at the wildlife–livestock interface. Transboundary and Emerging Diseases, 69(5), e2978–e2993. https://doi.org/10.1111/tbed.14649.

Varela-Castro, L., Lara-Vergara, J., Ortega, N., Salinas, J., Colom-Cadena, A., Lavín, S., Tizzani, P., Velarde, R., Serrano, E. & Mentaberre, G. (2017). Endemic caseous lymphadenitis in a wild Caprinae population. Veterinary Record, 180(16), 405.

Zimpel, C. K., Patané, J. S. L., Guedes, A. C. P., Souza, R. F., Silva-Pereira, T. T., Camargo, N. C. S., de Souza Filho, A. F., Ikuta, C. Y., Neto, J. S. F. & Setubal, J. C. (2020). Global distribution and evolution of Mycobacterium bovis lineages. Frontiers in Microbiology, 11, 843. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00843.

Zulu, M., Monde, N., Nkhoma, P., Malama, S. & Munyeme, M. (2021). Nontuberculous mycobacteria in humans, animals, and water in Zambia: a systematic review. Frontiers in Tropical Diseases, 2, a679501. https://doi.org/10.3389/fitd.2021.679501.

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Publicado

06-07-2023

Edição

Seção

Medicina veterinária

Como Citar

1.
Corsi Dib C. Utilização do MALDI-TOF MS para identificação de micobactérias em amostras clínicas de animais. Pubvet [Internet]. 6º de julho de 2023 [citado 22º de dezembro de 2024];17(07):e1414. Disponível em: https://ojs.pubvet.com.br/index.php/revista/article/view/3154

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