Identification de marqueurs épidémiologiques par spectrométrie de masse de type MALDI-TOF : application aux principales espèces bactériennes responsables d'infections nosocomiales

Identification of epidemiological markers by MALDI-TOF mass spectrometry : application to the main species responsible for nosocomial infections

• Auteur / Autrice : Marlène Sauget
• Direction : Didier Hocquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 18/11/2016
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire chrono-environnement (Besançon) - Laboratoire chrono-environnement (Besançon)
• Jury : Président / Présidente : Christophe De Champs
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Hocquet, Christophe De Champs, Stéphane Corvec, Matthieu Eveillard, Xavier Bertrand
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stéphane Corvec, Matthieu Eveillard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épidémiologie

Infections nosocomiales

β-lactamases

Marqueurs biologiques

Spectrométrie de masse à temps de vol

Pseudomonas aeruginosa

Staphylocoque doré

Escherichia coli

Bactéries -- Effets des médicaments

Identification

Bactéries

Mots clés libres

Typage

MALDI-TOF MS

Bactérie

Escherichia coti

Staphylococcus aureus

Pseudomonas aeruginosa

Spectre de masse

Pic biomarqueur

Typing

MALDI-TOF MS

Bacteria

Escherichia coti

Staphylococcus aureus

Pseudomonas aeruginosa

Mass spectra

Peak biomarker

Résumé

Le typage bactérien est une mesure de contrôle essentielle pour lutter contre la diffusion des bactéries multirésistantes, mais les techniques actuelles sont longues et coûteuses. L'objectif de cette thèse était d'évaluer la capacité de la technique MALDI-TOF MS à typer les 3 principales espèces bactériennes responsables d'infections nosocomiales - Escherichia coli, Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa. L'analyse par MALDI-TOF MS permet d'identifier les souches de E. coli appartenant au phylogroupe B2, souches les plus virulentes parmi les souches extra-intestinales, et au STI 31, clone très impliqué dans la dissémination des P-lactamases à spectre étendu. Chez S. aureus, cette technique reconnait les souches appartenant au CC398, impliquées dans une proportion importante d'infections graves chez des personnes fragiles. La technique MALDI-TOF MS identifie également cinq clones de P. aeruginosa à haut risque épidémique - STI 11, STI 75, ST235, ST253, ST395. Si nous avons confirmé des pics caractéristiques du phylogroupe B2 décrit également par d'autres auteurs, les pics biomarqueurs identifiant E. coli ST131 ou des clones épidémiques de S. aureus varient suivant les études. Différents paramètres peuvent influencer les résultats de typage par MALDI-TOF MS et doivent donc être standardisés. La technique MALDI-TOF MS permet d'identifier certains clones épidémiques. En gardant à l'esprit que le choix d'une méthode de typage doit être fait en fonction des objectifs mais aussi des performances des différents systèmes disponibles, la technique MALDI-TOF MS pourrait se positionner comme un outil de typage de première ligne.

Bacterial typing is crucial to tackle the spread of bacterial pathogens but current methods are time-consuming and costly. The objective of this study was to evaluate the ability of MALDI-TOF MS to type the 3 main bacterial species re.sponsible for nosocomial infections - Escherichia coti, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Analysis of MALDI-TOF mass spectra allow the identification (i) of E. coti isolates belonging to phylogroup B2, that fosters the most virulent extra-intestinal strains, and (ii) of E. coli STl 31, a clone involved in the dissemination of extended-spectrum β-lactamases. MALDI-TOF MS also recognizes S. aureus isolates belonging to CC398, a pathogen responsible for invasive infections in fragile patients and associated with a higher 30-day mortality. Furthermore the MALDI-TOF MS based typing method identifies the major high risk epidemic clones of P. aeruginosa STl 11, STl 75, ST235, ST253, and ST395. We confirmed phylogroup B2 specific peaks also described by other authors. However the identification of E. coli STl 31 or epidemic clones of S. aureus is based on biomarkers that differs between studies. Different parameters can influence the MALDI-TOF MS typing results and must therefore be standardized. MALDI-TOF-based typing methods allow the detection of epidemic pathogens. Keeping in mind that the choice of a method for routine bacterial typing should be made according to the objectives but also the performance of the different systems available, the MALDI-TOF MS technique could become a first-line typing method.