MALDI Biotyper®: быстрая идентификация в фармацевтической микробиологии

MALDI Biotyper®: швидка ідентифікація в фармацевтичній мікробіології

Качество микробиологического анализа влияет на эффективность лекарств и безопасность пользователей. Любое микробное засорение может привести к немедленным или долговременным негативным эффектам, включая болезни и смерть. Микроорганизмы способны модифицировать химические и фармакологические свойства лекарств, что может негативно сказаться на их действии из-за разложения активных ингредиентов и токсичности вторичных продуктов.

Выявление микробного засорения является критическим для производителей фармацевтики, которые управляют средой производства. Разработка программы мониторинга окружающей среды, которая оценивает эффективность гигиенических мероприятий, является ключом к успешному производству. Эта программа позволяет выявлять загрязнения через ингредиенты или биопленки и предотвращать возможное микробное загрязнение продукции, а также соответствовать нормативным требованиям.

Значительные усовершенствования в микробиологических методиках были достигнуты благодаря инновациям в масс-спектрометрии в последние десятилетия. Современным стандартом для идентификации микроорганизмов является MALDI-TOF MS, что позволяет лабораториям быстро, точно и эффективно идентифицировать микробы.

Применение MALDI-TOF MS в идентификации микроорганизмов

MALDI-TOF MS стал ключевым инструментом в лабораториях для идентификации микробов и анализа. Этот прибор использует свежие клеточные материалы из неселективных или селективных агаров или клеточных экстрактов, является быстрым, чувствительным и экономичным.

Дев’ять видів бактерій та дріжджів, проаналізованих в рамках оцінки ефективності.

П’ять типів плісняви, проаналізованої в рамках оцінки ефективності.

Система Bruker MALDI Biotyper

Bruker представила инновационный метод идентификации с помощью молекулярной масс-спектрометрии, который предлагает более эффективный и быстрый анализ по сравнению с традиционными методами. MALDI Biotyper (MBT) — это система, которая позволяет беспристрастно идентифицировать микроорганизмы на уровне видов за считанные минуты. 

Система разработана как простая, быстрая, надежная, высокопроизводительная и экономичная, идеально подходящая для микробиологических лабораторий. Она сравнивает уникальный протеомный отпечаток с большой справочной библиотекой для точной идентификации. Сейчас библиотека включает 4700 видов микроорганизмов, распространенных в окружающей среде.

Оценка эффективности

Фармацевтические компании проводили оценку точности, специфичности, прецизионности, воспроизводимости и надежности MBT на образцах бактерий, дрожжей и плесени, а также на сложных образцах, оцениваемых с помощью различных протоколов.

Глава 1113 Фармакопеи США (USP) содержит различные варианты квалификации эффективности: 

  1. Использование существующей системы для параллельного тестирования изолятов микроорганизмов, полученных в результате рутинного тестирования (количество протестированных изолятов может достигать 50, а любые расхождения в идентификации могут быть решены с помощью референтного образца). 
  2. Тестирование 12-15 известных репрезентативных исходных культур различных часто изолированных видов, всего 50 тестов. 
  3. Подтверждение того, что 20-50 идентификаций организмов, в том числе 15-20 различных видов, совпадают с результатами теста референтной лаборатории.

Критерії прийнятностіз Фармакопеї США, глава 1113ю Технічний звіт PDA 33.

Результати точності та специфічності для зразків бактерій та дріжджів.

Процедура оценки для бактерий и дрожжей

Анализ включал девять различных типов микроорганизмов, большинство из которых имели экологическое происхождение (дрожжи и бактерии), согласно Таблице 1. Каждый из них прошел оценивание по следующим критериям: 

  • точность и специфичность, где каждый микроорганизм проходил двойное тестирование с помощью MBT и сравнивался с референтным методом
  • прецизионность, которая определялась через десятикратную идентификацию одного изолята из окружающей среды в двух копиях. 
  • воспроизводимость, которая анализировалась тремя аналитиками, которые проводили тесты девяти микроорганизмов в течение трех разных дней.

Процедура оценки для плесени

Исследование включало пять типов плесневых грибов, четыре из которых были из окружающей среды, и один штамм из Американской коллекции типичных культур (ATCC), согласно Таблице 2. 

Каждый микроорганизм прошел оценку точности, специфичности, прецизионности и воспроизводимости, аналогично бактериям и дрожжам.

Результати відтворюваності для зразків бактерій та дріжджів (МО=мфікроорганізм).

 Точність та специфічність результатів для зразків цвілі.

Критерии прецизионности, специфичности, точности и воспроизводимости приведены в Таблице 3, учитывая следующие результаты идентификации микроорганизмов на Bruker MALDI Biotyper

Log (оценка) между ≥ 2,000 и 3,000: микроорганизм хорошо идентифицирован до видового уровня 

Log (оценка) между ≥ 1.700 и ≤ 1.999: микроорганизм хорошо идентифицирован до уровня рода

Log (оценка) между ≥ 0,000 и ≤ 1,699: микроорганизм НЕ идентифицирован или не найдено ни одного пика. 

Примечание: В квалификации эффективности желтые баллы принимались, если полученный вид был таким же, как и в референтном методе.

Результаты

Бактерии и Дрожжи:

Результаты MBT показали впечатляющую эффективность в определении бактерий и дрожжей, достигая 100% точности и специфичности в идентификации на уровне вида (см. Таблица 4). Десятикратное тестирование изолята Staphylococcus capitis из окружающей среды в двух экземплярах также подтвердило полную точность. Воспроизводимость тестирований была безупречной для трех операторов, демонстрируя стабильную надежность метода.

Плесень:

Анализ плесневых грибов с помощью MBT также показал высокие результаты. Все плесневые, кроме Aspergillus brasiliensis ATCC 16404, были идентифицированы на уровне вида. Aspergillus brasiliensis ATCC 16404 был точно идентифицирован только на уровне рода, с Log(оценками) в диапазоне от 1,7 до 2,0 (см. Таблица 6). Повторение анализа Alternaria alternata десять раз также продемонстрировало 100% точность. Воспроизводимость и надежность этих тестов, даже с использованием просроченных материалов, оставались на высоком уровне, подчеркивая устойчивость метода.

Результати відтворюваності для зразків плісняви

Результати надійності для зразків плісняви.

Выводы

Внедрение MALDI Biotyper позволяет значительно снизить затраты на идентификацию, обеспечивая быстрые, точные результаты. Это не только способствует экономии времени и средств, но и обеспечивает надежность и простоту использования, позволяя фармацевтическим лабораториям эффективно получать данные о микроорганизмах в различных средах.

Автор: Олаф Деген, эксперт в сфере глобального развития, сфокусированный на пищевой и аграрной микробиологии, представляет Bruker Microbiology & Infection Diagnostics.

Читайте также  Ветеринарная микробиология с применением MALDI Biotyper®