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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Fernanda Marques Americo Antunes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Júnior, João Nobrega de Almeida (President)
Benard, Gil
Gimenes, Viviane Mazo Fávero
Girardello, Raquel
Title in Portuguese
Avaliação da metodologia de espectrometria de massas MALDI-TOF (VITEK MS®) para identificação de espécies de Aspergillus de importância médica
Keywords in Portuguese
Aspergillus
Base de dados
Espécies crípticas
Espectrometria de massas por ionização e dessorção a laser assistida por matriz
Resistência a antifúngicos
Abstract in Portuguese
A especiação de isolados clínicos de Aspergillus ganhou relevância nos últimos anos devido à descrição de espécies crípticas resistentes aos derivados azólicos. A identificação morfológica convencional não é capaz de discriminar as espécies de Aspergillus e o sequenciamento de DNA é uma técnica pouco adaptada a laboratórios clínicos. A espectrometria de massas por ionização/dessorção a laser auxiliada por matriz tempo-devoo (EM MALDI-TOF) é uma metodologia emergente que vem sendo explorada com intuito de fornecer identificação rápida e acurada de microrganismos, incluindo os fungos filamentosos de importância clínica. Entretanto, há poucos estudos avaliando a plataforma VITEK MS® para a identificação de espécies de Aspergillus. O presente estudo teve como objetivo fornecer dados adicionais sobre a performance dos sistemas do VITEK MS® e suas bibliotecas de espectros de referências (ER) In Vitro Diagnostics (IVD) e Research Use Only (RUO) para identificar as espécies de Aspergillus de relevância clínica. Uma biblioteca de ER in-house também foi construída e avaliada. Um total de 106 organismos foram avaliados por EM, incluindo 47 cepas provenientes das coleções de fungos do Westerdijk Fungal Biodiversity Institute (Holanda) e do LEMIUNIFESP, seis isolados ambientais (IMT-USP) e 53 isolados cínicos do HC-FMUSP. Foram utilizados dois protocolos de extração proteica, um recomendado pelo fabricante e outro empregando meio de cultura líquido para os isolados/cepas com baixa esporulação. Trinta e cinco organismos foram selecionadas para construir os ERs, e os 71 restantes foram usados para avaliação de desempenho das bibliotecas IVD, RUO e RUO+in-house. Entre os 71 organismos analisados, 91,5%, 84,5% e 100% tiveram identificação correta de gênero pelos bibliotecas IVD, RUO e RUO+in-house, respectivamente. Enquanto para identificação de espécie, as bibliotecas IVD, RUO e RUO+in-house mostraram 83,1%, 77,4% e 90,1% de identificações de espécie, respectivamente. Para as 16 espécies crípticas de Aspergillus analisadas, a identificação foi correta em 31,2%, 18,7% e 62,5%, pelos sistemas IVD, RUO e RUO+in-house, respectivamente. Entre as espécies crípticas resistentes aos derivados azólicos, o sistema IVD forneceu identificação correta para as espécies Aspergillus lentulus, Aspergillus calidoustus e Aspergillus sydowii. Entretanto, Aspergillus fumigatiaffinis e Neosartorya pseudofischeri foram erroneamente identificadas como Aspergillus fumigatus pelo sistema IVD. A biblioteca in-house demonstrou melhor performance, mas espécies filogeneticamente próximas como A. fumigatiaffinis e A. lentulus tiveram identificações cruzadas. Concluímos que o VITEK® MS demonstrou boa performance para a identificação das espécies de Aspergillus, porém para algumas espécies crípticas, há necessidade de melhoria das bibliotecas de espectro de referência comercializadas. Algumas espécies crípticas filogeneticamente relacionadas apresentaram espectros similares e são de difícil diferenciação por EM MALDI, mesmo com a construção de uma biblioteca de ER in-house com vários representantes de cada espécie
Title in English
Evaluation of the MALDI-TOF mass spectrometry (VITEK MS®) methodology for the identification of clinically relevant Aspergillus
Keywords in English
Antifungal resistance
Aspergillus
Cryptic species
Database
Spectrometry mass Matrix-assisted laser desorptionionization
Abstract in English
Aspergillus spp. identification has become more relevant in clinical practice since azoleresistant cryptic species have emerged in the last years. Conventional morphologic identification is not able to discriminate Aspergillus species and DNA sequencing is not feasible for clinical laboratories. Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry (MS) is an emergent technology that has been explored to provide fast and accurate identification of microorganisms, including clinically relevant molds. However, only a few studies have explored the platform VITEK MS® for the identification of Aspergillus species. The present study aimed to provide additional data regarding the performance of the In Vitro Diagnostics (IVD) and Research Use Only (RUO) systems for the identification of Aspergillus species, including azoleresistant ones, and also to construct and to evaluate an in-house reference spectrum library. A total of 106 organisms were evaluated by MS, including 47 Aspergillus strains (Westerdijk Fungal Biodiversity Institute and LEMI-UNIFESP collections), six environmental (IMT-USP) and 53 clinical isolates (HC-FMUSP). Two protein extraction protocols were used, one recommended by the manufacturer and another with liquid broth for the organisms with poor sporulation. Thirty-five organisms were selected to construct the in-house reference spectrum library and the remaining 71 were used for the performance evaluation. Correct genus identification was provided in 91.5%, 84.5% and 100% by the IVD, RUO, and RUO+in-house reference spectrum libraries, respectively. Correct species identification was provided in 83.1%, 77.4% and 90.1% by the IVD, RUO, and RUO+in-house reference spectrum libraries, respectively. Among the 16 Aspergillus cryptic species, correct identification was provided in 31.5%, 18.7% and 62.5% by the IVD, RUO, and RUO+in-house reference spectrum libraries, respectively. Among the azole-resistant cryptic species, the IVD system provided correct identification for Aspergillus lentulus, Aspergillus calidoustus and Aspergillus sydowii. However, Aspergillus fumigatiaffinis and Neosartorya pseudofischeri were misidentified as Aspergillus fumigatus by the IVD system. The in-house library had better performance for the identification of Aspergillus cryptic species, but closely related taxa may be difficult to have correct differentiation by MALDI-TOF MS. In conclusion, VITEK® MS showed good performance for the identification of Aspergillus species and some azoleresistant species. However, a more robust reference spectrum library including more representatives of azole-resistant cryptic species may be necessary to achieve better identification performance of closely related taxa
 
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Publishing Date
2019-06-05
 
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