La espectrometría de masa fue concebida hace más de cien años, pero hasta la invención de las llamadas técnicas de ionización suave MALDI fue cuando esta tecnología empezó a utilizarse en los laboratorios para aplicaciones rutinarias. La espectrometría de masas es una técnica de determinación estructural que permite estudiar la distribución de las moléculas de una sustancia en función de su masa. Un espectro de masas es una relación de las especies iónicas presentes en una muestra, expresadas en función de su masa/carga (m/z) y la abundancia relativa (intensidad) de cada una en la muestra.
El rango de masas de interés está entre los 2.000 Da y los 20.000 Da cuyos picos de masas obtenidos representan proteínas ribosómicas constituyendo el espectro del microorganismo y una huella peptídica generada para cada especie microbiana la cual es comparada con los perfiles proteicos almacenados para cada microorganismo en la base de datos del equipo que se esté utilizando, de manera que se emita una identificación bacteriana en unos pocos segundos.
El rango de masas de interés está entre los 2.000 Da y los 20.000 Da cuyos picos de masas obtenidos representan proteínas ribosómicas constituyendo el espectro del microorganismo y una huella peptídica generada para cada especie microbiana la cual es comparada con los perfiles proteicos almacenados para cada microorganismo en la base de datos del equipo que se esté utilizando, de manera que se emita una identificación bacteriana en unos pocos segundos.
Las ventajas universales de la espectrometría de masas MALDI-TOF son el alto rendimiento, el bajo costo en reactivos, la aplicación en muestras sólidas y la facilidad de uso.
Los espectrómetros de masas tienen 3 componentes básicos: la fuente de ionización, el analizador y el detector.
En el procesamiento de cultivos para obtener un espectro de masas se deposita la muestra en uno de los pocillos de la tarjeta MALDI-TOF las cuales pueden ser de acero, reutilizables o plásticos desechables. Una vez que la muestra está seca, se añade la matriz y dejar secar al aire sin que la luz incida directamente sobre la muestra.
La matriz permite la producción de iones intactos en fase gaseosa de biomoléculas de gran tamaño, no volátiles y termolábiles, como las proteínas. El cristal formado por la muestra y la matriz en el pocillo de la superficie de la tarjeta MALDI-TOF, se introduce en una cámara de alto vacío la cual es irradiada por un láser de nitrógeno con una longitud de onda de 337 nm la cual ocurre en forma de pulsos cortos. El láser se centra en una porción mínima del pocillo y se va moviendo a través de este con una trayectoria definida.
La interacción entre los fotones del láser y la muestra provoca que la matriz sublime al estado gaseoso, arrastrando consigo a la muestra problema y produciéndose inmediatamente la ionización sufriendo mínimas fragmentaciones.
Finalmente, al llegar los iones al detector, este registra el tiempo que tarda un grupo de iones en atravesar el campo magnético, de forma que va a transformar la señal de la corriente de iones en una relación de masas (eje X) cuya intensidad será la abundancia relativa, expresada como altura en el eje Y.
La implementación de MALDI-TOF MS en un laboratorio de microbiología no requiere de infraestructura especial. Los equipos comerciales actualmente disponibles no requieren un espacio mayor al ser comparados con otros equipos automatizados de uso frecuente en el laboratorio, ni un ambiente con control de temperatura estricto, a diferencia de otros equipos de espectrometría.
Se requiere conexión eléctrica y a internet y personal debidamente entrenado en los equipos y conocimientos básicos de espectrometría de masas.
El uso de estas tecnologías en el diagnostico microbiológico permite tener una identificación bacteriana de forma precisa y rápida acortando tiempos para el inicio de tratamiento antibiótico dirigido al microorganismo aislado.
La identificación bacteriana es realizada de forma rápida y sencilla a nivel de género y especie incluyendo bacterias, hongos levaduriformes, hongos filamentosos y Micobacterias.
Conclusión
Con el uso de métodos de diagnóstico oportunos, como la espectrometría de masa se obtiene la identificación rápida del microorganismo causante de infección lo cual permite tomar acciones preventivas para contener la diseminación de infecciones intrahospitalarias.
Bibliografía
- Revista Laboratorio e Infectología. Identificación bacteriana basada en el espectro de masas de proteínas: Una nueva mirada a la microbiología del siglo XXI. Patricia García, Fidel Allende, Paulette Legarraga, Marcos Huilcaman y Sandra Solar.
- Guías SEIMC Recomendaciones de la Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica. N. 65 Aplicaciones de la espectrometría de masas MALDI-TOF en Microbiología Clínica.
- Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica. Volume 30, Issue 10, December 2012, Pages 635-644La espectrometría de masas en el laboratorio de microbiología clínica Elena Jordana-Llucha, Elisa Martró Catalàa,b y Vicente Ausina Ruiz.
