Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması
Yıl: 2022 Cilt: 56 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 206 - 217 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.5578/mb.20229802 İndeks Tarihi: 21-06-2022
Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması
Öz: Mycobacterium cinsi içerisinde tanımlanmış sayıları 160’tan fazla olan tüberküloz dışı mikobakteri (TDM)
türleri yer almaktadır. Son yıllarda insan enfeksiyonlarıyla ilişkilendirilmiş TDM türleri ve bunların neden oldukları enfeksiyonlar artan oranlarda bildirilmektedir. Bu türlerin fenotipik yöntemler ile tanımlanmaları zor,
zahmetli ve güvenilir sonuç alınma ihtimali düşüktür. Matriks destekli lazer desorpsiyon iyonizasyon-uçuş
zamanlı kütle spektrometresinin [matrix-assisted laser desorption ionization–time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS)] rutin laboratuvar uygulamalarında bakteri ve mayaların tanımlanması için iyi bir
yöntem olduğu kanıtlanmıştır. Ancak Mycobacterium türleri diğer bakterilerden hücre duvar yapıları, daha
az ribozomal protein içermeleri ve daha yavaş üreme hızları gibi özellikleri ile farklılık gösterirler. Mikobakterilerin MALDI-TOF MS ile analizinde standardize ve etkili bir protein ekstraksiyon protokolü gereklidir. Bu
çalışmada, TDM türlerinin tanısında farklı protein ekstraksiyon protokollerinin ve MALDI-TOF MS yönteminin etkinliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Katı ve sıvı her iki besiyerinde üretilmiş ve daha önce “line probe
assay (LPA)” ile tanımlanmış toplamda 73 TDM izolatı MALDI-TOF MS (Bruker Daltonics GmbH & Co. KG,
Almanya) ile değerlendirilmiştir. Stok haldeki izolatlar N-Asetil L-sistein (NALC)/sodyum hidroksit (NaOH)
yöntemi ile homojenize ve dekontamine edilmiştir. Katı besiyeri için izolatlar Löwenstein-Jensen besiyerine
ekilmiş ve 35˚C’de normal atmosferde inkübe edilmiştir. Sıvı besiyeri kültürleri için BD BACTEC MGIT 960
otomatize sistemi (Becton, Dickinson, Sparks, MD, ABD) üreticinin talimatlarına uygun şekilde kullanılmıştır.
Tüm izolatların MALDI-TOF MS ile tanımlanmaları için üreticinin önerdiği protein ekstraksiyon protokolü
(Protokol 1), basitleştirilmiş ekstraksiyon işlemi (Protokol 2) ve dondurma sıcaklığı (Protokol 3) uygulayan
diğer iki protokolle karşılaştırılmıştır. Sıvı besiyerlerinin analizinde Protokol 1, 2 ve 3 sırasıyla olmak üzere
MALDI-TOF MS (skor≥ 2.0) tarafından tanımlanan izolatların oranları %84.93 (n= 62), %63.01 (n= 46) ve
%43.83 (n= 32) olarak bulunmuştur. Katı besiyeri analizinde aynı sıradaki protokoller için tanımlanma skoru
≥ 2.0 olan izolatların oranları %87.67 (n= 64), %52.05 (n= 38) ve %31.50 (n= 23) olarak belirlenmiştir.
Tanımlama değerlerine bakılmaksızın hem katı hem de sıvı besiyerinde üreyen izolatlar her üç protokolde
de aynı tür dağılımında tanımlanmış ve yanlış tanımlama saptanmamıştır. Çalışmamızda güvenilir tanımlama skoru≥ 2.0 olarak değerlendirildiğinde hem sıvı hem de katı besiyerinde üreyen izolatlar için üreticinin
önermiş olduğu MYCOEX IVD işlemi en etkili yöntem olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, MALDI-TOF MS
standardize edilmiş protein ekstraksiyon protokolleriyle TDM türlerinin tanımlanması için rutin uygulamada
kullanılabilecek güvenilir, kullanımı kolay ve hızlı bir yöntem olma potansiyeline sahiptir.
Anahtar Kelime: Investigation of The Efficacy of Three Different ProteinExtraction Protocols and Matrix-Assisted Laser DesorptionIonization-Time of Flight Mass Spectrometry for theIdentification of Nontuberculous Mycobacteria
Öz: There are more than 160 defined nontuberculous mycobacteria (NTM) species within Mycobacterium
genus. In recent years, the number of NTM species associated with human infections and the infections
caused by them have been reported at increasing rates. The identification of these species by phenotypic
methods is difficult, laborious, and unlikely to obtain reliable results. Matrix-assisted laser desorption
ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) MALDI-TOF MS has proven to be a good
method for the identification of bacteria and yeasts in routine laboratory practices. However, Mycobacterium species differ from other bacteria by their cell wall structures, less ribosomal protein content,
and slower growth rates. A standardized and efficient protein extraction protocol for MALDI-TOF MS
analysis of mycobacteria is essential. The aim of our study was to investigate the efficacy of different
protein extraction protocols and the MALDI-TOF MS method in the diagnosis of NTM species. A total of
73 NTM isolates, grown in both solid and liquid media and previously identified with line probe assay,
were evaluated with MALDI-TOF MS (Bruker Daltonics GmbH & Co. KG, Germany). Stock isolates were
homogenized and decontaminated by N-Acetyl L-cysteine (NALC)/Sodium hydroxide (NaOH) method.
For solid media, isolates were inoculated on Löwenstein-Jensen medium and incubated at 35˚C in a normal atmosphere. For liquid media culture, BD BACTEC MGIT 960 automated system (Becton, Dickinson,
Sparks, MD, USA) was performed according to the manufacturer’s instructions. For the identification of
all isolates by MALDI-TOF MS, the manufacturer’s recommended protein extraction protocol (Protocol
1) was compared with the two other protocols, using a simplified extraction procedure (Protocol 2),
and freezing temperature (Protocol 3). In the liquid media analysis, the rates of the isolates identified by
MALDI-TOF MS (score≥ 2.0) for Protocol 1, 2, and 3 were found as 84.93% (n= 62), 63.01% (n= 46),
and 43.83% (n= 32), respectively. In the solid media analysis, the rates of the isolates with an identification score of ≥ 2.0 for the protocols with the same order were determined as 87.67% (n= 64), 52.05%
(n= 38), and 31.50% (n= 23), respectively. Isolates grown in both solid and liquid media were identified
in the same species level in all three protocols, regardless of the identification values and misidentification was not presented. When the reliable identification score was evaluated as ≥ 2.0 in our study, the
manufacturer’s recommended MYCOEX IVD procedure was found to be the most effective method for
the isolates grown in both liquid and solid media. In conclusion, MALDI-TOF MS has the potential to be
a reliable, easy-to-use and fast method that can be used in routine practice for the identification of NTM
species with its standardized protein extraction protocols.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Bibliyografik
- 1. Esteban J, Muñoz-Egea MC. Mycobacterium bovis and other uncommon members of the Mycobacterium tuberculosis complex. Microbiol Spectr 2016; 4(6). https://doi.org/10.1128/microbiolspec.TNMI7-0021- 2016
- 2. LPSN - List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature Available from: https://lpsn.dsmz.de/ genus/mycobacterium
- 3. Akyar I, Çavuşoğlu C, Ayaş M, Sürücüoğlu S, İlki A, Kaya DE, et al. Evaluation of the performance of MALDITOF MS and DNA sequence analysis in the identification of Mycobacteria species, Turk J Med Sci 2018; 48: 1351-7. https://doi.org/10.3906/sag-1801-198
- 4. Rodriguez-Temporal D, Perez-Risco D, Struzka EA, Mas M, Alcaide F. Evaluation of two protein extraction protocols based on freezing and mechanical disruption for ıdentifying nontuberculous Mycobacteria by Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization–Time of Flight Mass Spectrometry from liquid and solid cultures. J Clin Microbiol 2018; 56(4): e01548-17. https://doi.org/10.1128/JCM.01548-17
- 5. Griffith DE, Aksamit T, Brown-Elliott BA, Catanzaro A, Daley C, Gordinet F, et al. An official ATS/IDSA statement: diagnosis, treatment, and prevention of nontuberculous mycobacterial diseases. Am J Respir Crit Care Med 2007; 175: 367-416. https://doi.org/10.1164/rccm.200604-571ST
- 6. Daley CL, Laccarino JM, Lange C, Cambau E, Wallace Jr RJ, Andrejak C, et al. Treatment of nontuberculous mycobacterial pulmonary disease: An official ATS/ERS/ESCMID/IDSA clinical practice guideline. Clin Infect Dis 2020; 71(4): e1-e36. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa241
- 7. Kalaiarasan E, Thangavelu K, Krishnapriya K, Muthuraj M, Jose M, Joseph NM. Diagnostic performance of real time PCR and MALDI-TOF in the detection of nontuberculous Mycobacteria from clinical isolates. Tuberculosis (Edinb) 2020; 125: 101988. https://doi.org/10.1016/j.tube.2020.101988
- 8. Bruker Daltonics GmbH & Co. KG, Almanya. Mycobacteria extraction (MycoEX) IVD procedure (Revision F). Available at: https://www.bruker.com/en/products-and-solutions/microbiology-and-diagnostics/ microbial-identification-for-clinical-laboratories-ivd-ce/mbt-mycobacteria-ivd-module.htmlv. https://doi. org/10.1128/JCM.02128-15
- 9. Buckwalter SP, Olson SL, Connelly BJ, Lucas BC, Rodning AA, Walchaket RC, al. Evaluation of matrix-assisted laser desorption ıonization-time of flight mass spectrometry for identification of Mycobacterium species, Nocardia species, and other aerobic actinomycetes. J Clin Microbiol 2016; 54(2): 376-84.
- 10. Enrico Tortoli. Microbiological features and clinical relevance of new species of the genus Mycobacterium. Clin Microbiol Rev 2014; 27(4): 727-52. https://doi.org/10.1128/CMR.00035-14
- 11. World Health Organization (WHO). Global tuberculosis report 2021. Available : https://www.who.int/ publications/i/item/9789240037021.
- 12. Kim S-Y, Moon SM, Jhun BW, Kwon OJ, Huh HJ, Lee NY, et al. Species distribution and macrolide susceptibility of Mycobacterium fortuitum complex clinical ısolates. Antimicrob Agents Chemother 2019; 63(6): e02331- 18. https://doi.org/10.1128/AAC.02331-18
- 13. Ceyssens PJ, Soetaert K, Timke M, Van den Bossche A, Sparbier K, De Cremer K, et al. Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization–Time of Flight Mass Spectrometry for combined species identification and drug sensitivity testing in Mycobacteria. J Clin Microbiol 2017; 55(2): 624-34. https://doi.org/10.1128/ JCM.02089-16
- 14. Brode SK, Daley CL, Marras TK. The epidemiologic relationship between tuberculosis and nontuberculous mycobacterial disease: a systematic review. Int J Tuberc Lung Dis 2014; 18(11): 1370-77. https://doi. org/10.5588/ijtld.14.0120
- 15. Genc GE, Demir M, Yaman G, Kayar B, Koksal F, Satana D. Evaluation of MALDI-TOF MS for identification of nontuberculous Mycobacteria isolated from clinical specimens in mycobacteria growth indicator tube medium. New Microbiol 2018; 41(3): 214-9.
- 16. Wieser A, Schneider L, Jung J, Schubert S. MALDI-TOF MS in microbiological diagnostics-identification of microorganisms and beyond (mini review). Appl Microbiol Biotechnol 2012; 93(3): 965-74. https://doi. org/10.1007/s00253-011-3783-4
- 17. Brown-Elliott BA, Fritsche TR, Olson BJ, Vasireddy S, Vasireddy R, Lakhiaeva E, et al. Comparison of two commercial Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS) systems for identification of nontuberculous Mycobacteria. Am J Clin Pathol 2019; 152: 527-36. https://doi.org/10.1093/ajcp/aqz073
- 18. Alcaide F, Amlerova J, Bou G, Ceyssens PJ, Coll P, Corcoran D, et al. How to: identify non-tuberculous Mycobacterium species using MALDI-TOF mass spectrometry. Clin Microbiol Infect 2018; 24: 599e603. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2017.11.012
- 19. The Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), M-48 Laboratory detection and identification of Mycobacteria. 2018, 2nd Edition, Wayne, PA.
- 20. Luo LL, Cao W, Chen WW, Zhang RR, Jing LJ, Chen HP, et al. Evaluation of the VITEK MS knowledge base version 3.0 for the identification of clinically relevant Mycobacterium species. Emerg Microbes Infect 2018; 7(1): 114. https://doi.org/10.1038/s41426-018-0120-3
- 21. Simon M, Alcaide F, Arevalo GB, Coll P, Fangous MS, Gorton R, et al. Multicentre study on the improved identification of non-tuberculous mycobacteria with MALDI-TOF MS using three different preprocessing protocols. The Congress of 27th European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ECCMID), 22-25 April 2017, Vienna (Austria). Abstract Book, Poster P0085.
| APA | Albay A, HOŞBUL t, Uçarman S, Özcan H, Tekin K, ARSLANTÜRK A (2022). Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. , 206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| Chicago | Albay Ali,HOŞBUL tugrul,Uçarman Suphiye Nilay,Özcan Hande,Tekin Kemal,ARSLANTÜRK Ahmet Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. (2022): 206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| MLA | Albay Ali,HOŞBUL tugrul,Uçarman Suphiye Nilay,Özcan Hande,Tekin Kemal,ARSLANTÜRK Ahmet Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. , 2022, ss.206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| AMA | Albay A,HOŞBUL t,Uçarman S,Özcan H,Tekin K,ARSLANTÜRK A Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. . 2022; 206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| Vancouver | Albay A,HOŞBUL t,Uçarman S,Özcan H,Tekin K,ARSLANTÜRK A Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. . 2022; 206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| IEEE | Albay A,HOŞBUL t,Uçarman S,Özcan H,Tekin K,ARSLANTÜRK A "Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması." , ss.206 - 217, 2022. 10.5578/mb.20229802 |
| ISNAD | Albay, Ali vd. "Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması". (2022), 206-217. https://doi.org/10.5578/mb.20229802 |
| APA | Albay A, HOŞBUL t, Uçarman S, Özcan H, Tekin K, ARSLANTÜRK A (2022). Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, 56(2), 206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| Chicago | Albay Ali,HOŞBUL tugrul,Uçarman Suphiye Nilay,Özcan Hande,Tekin Kemal,ARSLANTÜRK Ahmet Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni 56, no.2 (2022): 206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| MLA | Albay Ali,HOŞBUL tugrul,Uçarman Suphiye Nilay,Özcan Hande,Tekin Kemal,ARSLANTÜRK Ahmet Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.56, no.2, 2022, ss.206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| AMA | Albay A,HOŞBUL t,Uçarman S,Özcan H,Tekin K,ARSLANTÜRK A Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2022; 56(2): 206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| Vancouver | Albay A,HOŞBUL t,Uçarman S,Özcan H,Tekin K,ARSLANTÜRK A Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2022; 56(2): 206 - 217. 10.5578/mb.20229802 |
| IEEE | Albay A,HOŞBUL t,Uçarman S,Özcan H,Tekin K,ARSLANTÜRK A "Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması." Mikrobiyoloji Bülteni, 56, ss.206 - 217, 2022. 10.5578/mb.20229802 |
| ISNAD | Albay, Ali vd. "Tüberküloz Dışı Mikobakterilerin Tanımlanmasında Üç Farklı Protein Ekstraksiyon Protokolü ve Matriks Destekli Lazer Desorpsiyon İyonizasyonUçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi Etkinliğinin Araştırılması". Mikrobiyoloji Bülteni 56/2 (2022), 206-217. https://doi.org/10.5578/mb.20229802 |
