la spectrométrie de masse maldi-tof et le diagnostic microbiologique

Cristina Cariello
Travail de diplôme 2011-2012 1
LA SPECTROMÉTRIE DE MASSE
MALDI-TOF
ET LE DIAGNOSTIC MICROBIOLOGIQUE
Cristina Cariello
ICHV, Laboratoire de microbiologie, Sion
Travail de diplôme
2011-2012
Mentor : Lysiane Tissières Lovey

La spectrométrie de masse MALDI-TOF et le diagnostic microbiologique
Cristina Cariello
Travail de diplôme 2011-2012 2
Sommaire
La spectrométrie de masse MALDI-TOF est une nouvelle technologie apparue ces dernières
années en microbiologie. Si les techniques conventionnelles d’identification des différents
germes se basent sur leurs aspects phénotypiques, il est possible aujourd’hui d’identifier les
microorganismes en analysant directement leurs protéines.
Depuis février 2011, le laboratoire de bactériologie de l’ICHV à Sion s’est muni d’un Vitek MS
utilisant la spectrométrie de masse MALDI-TOF. Le but de ce travail est d’analyser les
performances de cet appareil. 1022 souches de diverses espèces ont été testées sur le MS
en comparaison avec les méthodes usuelles d’identification : le Vitek 2 et les galeries de
tests biochimiques.
Les résultats du Vitek MS se sont avérés fiables avec un pourcentage d’identification au
genre de 99%, à l’espèce de 94% et les identifications sans résultats ne représentent que
5.6% des cas. Les atouts majeurs du Vitek MS sont la fiabilité des résultats, la rapidité et le
faible coût de l’analyse.
Mots–clés
Spectrométrie de masse MALDI-TOF
Ionisation douce
Vitek MS
Vitek 2
Galeries de tests biochimiques
Identification de bactéries et de levures

La spectrométrie de masse MALDI-TOF et le diagnostic microbiologique
Cristina Cariello
Travail de diplôme 2011-2012 3
Summary
MALDI-TOF mass spectrometry is a new technology appeard recently in microbiology.
Conventional techniques of bacterial identification are based on phenotypic
characterizations. Since a few years, it is possible to identify microorganisms by using
protein identification.
Since February 2011, the laboratory of microbiology of the ICHV in Sion, has acquired a
Vitek MS using the MALDI-TOF mass spectrometry method. The aim of this study is to
analyse performances of this apparatus. 1022 isolates of different species have been tested
on Vitek MS in comparison with conventionnal methods : Vitek 2 and inoculated strips tests.
Vitek MS results are reliable, with 99% of correct identifications to the genus level, 94% to
the species level and the percentage of identifications with no results in 5.6% of cases. The
most important benefits of Vitek MS are the fiability, the rapid indentification and the low cost
of analysis.
Keywords
MALDI-TOF mass spectrometry
Soft ionization
Vitek MS
Vitek «2
Inoculated strips tests
Bacterial and yeast identification

La spectrométrie de masse MALDI-TOF et le diagnostic microbiologique
Cristina Cariello
Travail de diplôme 2011-2012 4
Table des matières
1 Introduction .................................................................................................................... 6
1.1 La spectrométrie de masse ..................................................................................... 6
1.2 La spectrométrie de masse MALDI-TOF ................................................................. 7
1.2.1 Principe ............................................................................................................ 7
1.2.2 La matrice ........................................................................................................ 7
1.2.3 Désorption-Ionisation ....................................................................................... 7
1.2.4 La spectrométrie à temps de vol (TOF) ............................................................ 8
1.2.5 Le spectre ........................................................................................................ 9
2 Objectif de l’étude ..........................................................................................................10
3 Matériel et méthode .......................................................................................................10
3.1 Vitek MS .................................................................................................................10
3.1.1 Présentation de l‘instrument ............................................................................10
3.1.2 Matériel ...........................................................................................................11
3.1.3 Mode opératoire ..............................................................................................12
3.1.4 Traitement des échantillons : ...........................................................................12
3.1.5 Préparation des échantillons : .........................................................................13
3.1.6 Lecture et interprétation des résultats .............................................................15
3.2 Vitek 2 ....................................................................................................................15
3.2.1 Principe ...........................................................................................................15
3.2.2 Matériel ...........................................................................................................15
3.2.3 Mode opératoire ..............................................................................................16
3.2.4 Lecture et interprétation ..................................................................................16
3.3 Galeries de tests biochimiques ...............................................................................16
3.3.1 Principe ...........................................................................................................16
3.3.2 Matériel ...........................................................................................................17
3.3.3 Mode opératoire ..............................................................................................18
3.3.4 Lecture et interprétation ..................................................................................18
4 Analyse des résultats ....................................................................................................19
4.1 Résultats ................................................................................................................19
4.2 Interprétation : points forts et points faibles ............................................................24
4.2.1 Cocci Gram positif ...........................................................................................24
4.2.2 Cocci Gram négatif et Haemophilus ................................................................24
4.2.3 Germes difficiles ..............................................................................................25
4.2.4 Bacilles Gram positif aérobies .........................................................................25
4.2.5 Entérobactéries ...............................................................................................25
4.2.6 Campylobacter ................................................................................................26
4.2.7 Non-fermentatifs ..............................................................................................26
4.2.8 Germes anaérobies .........................................................................................26
4.2.9 Levures ...........................................................................................................26
4.2.10 Champignons ..................................................................................................26
4.2.11 Mycobactéries .................................................................................................26
5 Discussion .....................................................................................................................27
5.1 Améliorations de l’identification des germes en routine ..........................................27
5.1.1 Staphylocoques ...............................................................................................27
5.1.2 Lactobacillus ...................................................................................................27
5.1.3 Gardnerella vaginalis .......................................................................................27

La spectrométrie de masse MALDI-TOF et le diagnostic microbiologique
Cristina Cariello
Travail de diplôme 2011-2012 5
5.1.4 Levures ...........................................................................................................27
5.1.5 Urotubes .........................................................................................................27
5.1.6 Entérocoques ..................................................................................................28
5.1.7 Contaminations ...............................................................................................28
5.1.8 Peudomonas aeruginosa ................................................................................28
5.1.9 Campylobacter ................................................................................................28
5.2 Lacunes du Vitek MS .............................................................................................28
5.2.1 Shigella ...........................................................................................................28
5.2.2 Champignons ..................................................................................................29
5.2.3 Mycobactéries .................................................................................................29
5.3 Avantages et inconvénients du MS ........................................................................29
6 Conclusion ....................................................................................................................31
7 Références bibliographiques .........................................................................................32
8 Lexique .........................................................................................................................34
9 Remerciements .............................................................................................................35
10 Annexes.....................................................................................................................36
10.1 Annexe 1: Résultats des souches testées ..............................................................36
10.1.1 Staphylocoques ...............................................................................................37
10.1.2 Entérocoques ..................................................................................................41
10.1.3 Streptocoques .................................................................................................43
10.1.4 Streptococcus pneumoniae traités ..................................................................47
10.1.5 Autres coques Gram positif .............................................................................48
10.1.6 Neisseria/Branhamella ....................................................................................48
10.1.7 Gardnerella vaginalis .......................................................................................49
10.1.8 Corynébactéries ..............................................................................................50
10.1.9 Autres bacilles Gram positif aérobes ...............................................................51
10.1.10 Entérobactéries ...........................................................................................52
10.1.11 Pseudomonas sp .........................................................................................60
10.1.12 Autres non-fermentatifs ...............................................................................62
10.1.13 Germes difficiles ..........................................................................................63
10.1.14 Haemophilus sp ...........................................................................................64
10.1.15 Campylobacter sp ........................................................................................66
10.1.16 Anaérobies ..................................................................................................67
10.1.17 Levures ........................................................................................................71
10.1.18 Champignons ..............................................................................................73
10.1.19 Mycobactéries .............................................................................................74
10.2 Annexe 2: Tableau des galeries de tests biochimiques ..........................................75