Apport de la spectrométrie de masse MALDI-TOF dans la caractérisation d’agents pathogènes en Parasitologie-Mycologie.

Contribution of MALDI-TOF mass spectrometry in characterization of pathogenic agents in Parasitology-Mycology.

• Auteur / Autrice : Antoine Huguenin
• Direction : Isabelle Coste-Villena, Jérôme Depaquit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine
• Date : Soutenance le 13/09/2022
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie, Chimie, Santé (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Épidémiosurveillance de protozooses à transmission alimentaire et vectorielle (Reims, Rouen ; 2018-...)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Ranque
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Coste-Villena, Jérôme Depaquit, Santiago Mas-Coma, Françoise Botterel-Chartier, Renaud Piarroux, Jérôme Boissier, Dhruvananda Ganesh Sockalingum
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Santiago Mas-Coma, Françoise Botterel-Chartier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phlébotomes

Aspergillose

Cercaires

Mots clés libres

Parasitologie alimentaire

Helminthiases

Spectrométrie de Masse MALDI-TOF

Arthropodes vecteurs

Arthropod Vectors

Apprentissage automatique

Food parasitology

Helminthiasis

MALDI-TOF Mass Spectrometry

Résumé

L’utilisation du MALDI-TOF a révolutionné la Microbiologie clinique et l’Entomologie médicale où il s’est imposé comme un outil d’identification fiable, rapide et peu onéreux.Nous avons tout d’abord proposé son utilisation pour l’identification de cercaires de trématodes avec un protocole simple et rapide d’extraction. Notre base de données regroupait 12 espèces autochtones, permettant une identification de 68% des spectres avec une spécificité de 100%.Nous avons ensuite appliqué la technique à l'identification spécifique des cercaires de schistosomes humains et animaux, y compris des hybrides entre S. bovis et S. haematobium. La base de données spectrale développée permettait l'identification des cercaires de Schistosoma avec une grande exactitude (94 % de bonnes identifications) et une bonne spécificité (S. bovis : 99%, S. haematobium 99%, S. mansoni et S. rodhaini : 100 %). L'utilisation de l’apprentissage automatisé (AA) permettait de discriminer les hybrides avec une Sensibilité (Se) et une Sp > 97%.Nous avons également étudié la capacité du MALDI-TOF couplé à des réseaux de neurones convutionnels à detecter un clone épidémique d’Aspergillus flavus, responsable d’aspergilloses cutanées en réanimation pédiatrique. Cette approche a permis de classer 33/34 isolats (97%).Enfin, nous avons évalué le MALDI-TOF dans l’identification des espèces du complexe Ph. perniciosus et de ses morphotypes atypiques. La concordance avec l’identification moléculaire était de 98% et l’utilisation de l’AA permettait de distinguer les formes typiques et atypiques avec une Se et une Sp de 100%. Nos résultats confirment l’intérêt du MALDI-TOF en Parasitologie, Mycologie et Entomologie.

Use of MALDI-TOF has revolutionized clinical microbiology and medical entomology where it is recognized as a reliable, rapid and inexpensive identification tool.We first proposed its use for the identification of trematode cercariae with a simple and rapid extraction protocol. Our database included 12 autochthonous species, allowing an identification of 68% of the spectra with 100% of specificity.Then, we applied the technique to the specific identification of cercariae from human and animal schistosomes, including hybrids between S. bovis and S. haematobium. We built a spectral database allowing identification of Schistosoma cercariae with high accuracy (94% good identifications) and good specificity (S. bovis: 99%, S. haematobium 99%, S. mansoni and S. rodhaini : 100%). The use of machine learning (ML) made it possible to discriminate hybrids with sensitivity and specificity > 97%.We also studied the ability of MALDI-TOF coupled with convolutionnal neural networks to detect an epidemic clone of Aspergillus flavus, responsible for cutaneous aspergillosis in pediatric intensive care unit. This approach allowed to classify 33/34 isolates (97%).Finally, we evaluated MALDI-TOF for identification of species of the Ph. perniciosus complex and its atypical morphotypes. The agreement with the molecular identification was 98% and the use of ML made it possible to distinguish between typical and atypical forms with sensitivity and specificity of 100%.Our results confirm the interest of MALDI-TOF in Parasitology, Mycology and Entomology.