MALDI-TOF MS ANALYSIS OF LONG-TERM STORED STOCK CANDIDA STRAINS IDENTIFIED BY MOLECULAR AND CONVENTIONAL METHODS

Abstract

Objective: In recent years, the rapid and accurate identification of Candida isolates at species level has been of great importance for reasons such as increased incidence of infections due to Candida species and differing antifungal susceptibilities by species. Herein, we aimed to investigate the efficacy of the MALDI-TOF MS method in the identification of Candida clinical isolates stored at -20°C for years. Material and Method: Twenty eight Candida strains stored at -20°C for more than 10 years without any recultivation and identified by various methods such as API® ID 32C, CHROMagar Candida and PCR-RFLP were included in the study. Isolates were subcultured and analysed by MALDI-TOF MS. An unidentified isolate at the species level previously and another isolate with low MALDI-TOF MS score were analyzed by ITS sequencing. Additionally, MALDI-TOF MS scores of 57 Candida strains isolated from routine cultures were compared with study isolates. Results: Of them, 11 (39.3%) isolates were identified at the species level and 15 (53.6%) were identified at the genus level, while two isolates were outside the reliable identification limits by MALDI-TOF MS. MALDI-TOF MS yielded an accurate identification at the species level in all 28 isolates identified by various methods even though different scores were obtained. Conclusion: MALDI-TOF MS is a cost effective, easy to use, fast and reliable method compared with the conventional and molecular methods for identification of stock Candida isolates preserved for many years. In conclusion, although a limited number of stock Candida isolates were included in the study, low identification scores for Candida isolates may be valuable in the MALDI-TOF MS analysis.

Keywords

• Candida
• MALDI-TOF MS
• identification

MOLEKÜLER VE GELENEKSEL YÖNTEMLERLE TANIMLANARAK UZUN SÜRE SAKLANMIŞ STOK CANDİDA KÖKENLERİNİN MALDI-TOF MS İLE ANALİZİ

Abstract

Amaç: Son yıllarda Candida türlerine bağlı enfeksiyon oranlarında artış gözlenmesi ve antifungal duyarlılık sonuçlarının türlere göre farklılıklar sergilemesi gibi nedenlerle, Candida izolatlarının hızlı ve doğru bir şekilde tür düzeyinde tanımlanması gerekli hale gelmiştir. Bu çalışmada, MALDI-TOF MS yönteminin, geleneksel ve moleküler yöntemler ile tür düzeyinde tanımlanmış ve uzun süre -20°C’de saklanmış Candida klinik izolatlarını tanımlamadaki etkinliğini araştırmak amaçlanmıştır. Gereç ve Yöntem: Çalışmaya, 10 yıldan daha uzun süredir -20°C’de saklanan, canlandırma işlemi yapılmamış ve API® ID 32C, CHROMagar Candida ile PCR-RFLP gibi çeşitli yöntemlerle tanımlanmış 28 Candida izolatı dahil edildi. İzolatlar yeniden pasajlandı ve MALDI-TOF MS ile analiz edildi. Daha önce tür düzeyinde tanımlanamayan bir izolat ile MALDI-TOF MS skoru düşük olan diğer bir izolat ITS dizileme ile analiz edildi. Ayrıca çalışma izolatlarımız ile rutin kültürlerden izole edilmiş 57 Candida suşuna ait MALDI-TOF MS skorları karşılaştırıldı. Bulgular: MALDI-TOF MS analizinde 11 (%39,3) izolat için tür düzeyinde ve 15 (%53,6) izolat için cins düzeyinde güvenilir tanımlama elde edilirken, iki izolat güvenilir tanımlama sınırlarının dışında kalmıştır. Çeşitli yöntemlerle ile tanımlanan 28 izolatın tamamında, MALDI-TOF MS yöntemi ile farklı skorlar elde edilse de tür düzeyinde doğru tanımlama yapılmıştır. Sonuç: MALDI-TOF MS uzun süre saklanmış stok Candida izolatlarının tanımlanmasında geleneksel ve RFLP gibi moleküler yöntemler ile kıyaslandığında kolaylıkla kullanılabilecek, düşük maliyetli, hızlı ve güvenilir bir yöntemdir. Çalışmaya alınan izolatlar sınırlı sayıda olmakla birlikte, MALDI-TOF MS ile yapılan analizlerde Candida türleri için alınan düşük skor değerlerinin tanımlamada yararlı olabileceğini düşünüyoruz.

Keywords

• Candida
• MALDI-TOF MS
• tanımlama

References

1. 1. Alp S, Arikan-Akdagli S, Gulmez D, Ascioglu S, Uzun O, Akova M. Epidemiology of candidaemia in a tertiary care university hospital: 10-year experience with 381 candidaemia episodes between 2001 and 2010. Mycoses 2015;58(8):498-505. [CrossRef]
2. 2. Mellinghoff SC, Cornely OA, Jung N. Essentials in Candida bloodstream infection. Infection 2018;46(6):897-9. [CrossRef]
3. 3. d’Enfert C, Bougnoux ME. Human Fungal Infections, Reference Module in Biomedical Sciences. In: McQueen CA (ed). Encyclopedia of Microbiology. Elsevier Inc. Amsterdam, 3rd edition, 2014. p:652-64. [CrossRef]
4. 4. Ben-Ami R, Berman J, Novikov A, Bash E, Shachor- Meyouhas Y, Zakin S, et al. Multidrug-Resistant Candida haemulonii and C. auris, Tel Aviv, Israel. Emerg Infect Dis 2017;23(2):195-203. [CrossRef]
5. 5. Sun M, Chen C, Xiao W, Chang Y, Liu C, XU Q. Increase in Candida parapsilosis Candidemia in Cancer Patients. Mediterr J Hematol Infect Dis 2019;11(1):e2019012. [CrossRef]
6. 6. Mora Carpio AL, Climaco A. Fungemia Candidiasis. [Updated 2019 Jun 3]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. 2019. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK436012.
7. 7. Şahiner F, Ergünay K, Özyurt M, Ardıç N, Hoşbul T, Haznedaroğlu T. Hastane enfeksiyonu etkeni olarak izole edilen Candida suşlarının genotipik ve fenotipik olarak tanımlanması. Mikrobiyol Bul 2011;45(3):478-88.
8. 8. Lima-Neto R, Santos C, Lima N, Sampaio P, Pais C, Neves RP. Application of MALDI-TOF MS for requalification of a Candida clinical isolates culture collection. Braz J Microbiol 2014;45(2):515-22. [CrossRef]

9. 9. Kassim A, Pflüger V, Premji Z, Daubenberger C, Revathi G. Comparison of biomarker based Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS) and conventional methods in the identification of clinically relevant bacteria and yeast. BMC Microbiol 2017;17(1):128. [CrossRef]
10. 10. Buchan BW, Ledeboer NA. Advances in identification of clinical yeast isolates by use of matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry. J Clin Microbiol 2013;51(5):1359-66. [CrossRef]
11. 11. Yıldıran ST, Gumral R, Saracli MA, Sahiner F. Evaluation the performance of the matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry for the identification of Candida isolates recovered from blood cultures. 6th Trends in Medical Mycology,11-14 October 2013, Copenhagen, Denmark. Mycoses 2013;56(3):75(P053).
12. 12. Özcan N, Ezin Ö, Akpolat N, Bozdağ H, Mete M, Gül K. Klinik örneklerde saptanan Candida türlerinin MALDI-TOF MS ile tiplendirilmesi. Dicle Tıp Derg 2016;43(3):390-4.
13. 13. Gabaldón T, Carreté L. The birth of a deadly yeast: tracing the evolutionary emergence of virulence traits in Candida glabrata. FEMS Yeast Res 2016;16(2):fov110. [CrossRef]
14. 14. Kal Çakmaklıoğulları E, Aşgın N, Değerli K. Candida Tür Tayininde Rutinde Yaygın Olarak Kullanılan Yöntemlerle Yeni Kullanılmaya Başlayan MALDI TOF-MS ve Moleküler Yöntemlerin Sonuç Verme Süreleri, Maliyetleri ve Güvenilirliklerinin Karşılaştırılması. Mikrobiyol Bul 2019;53(2):204-12. [CrossRef]
15. 15. Pfaller MA, Diekema DJ, Rinaldi MG, Barnes R, Hu B, Veselov AV, et al. Results from the ARTEMIS DISK global antifungal surveillance study: A 6.5-year analysis of susceptibilities of Candida and other yeast species to fluconazole and voriconazole by standardized disk diffusion testing. J Clin Microbiol 2005;43(12):5848-59. [CrossRef]
16. 16. Kathuria S, Singh PK, Sharma C, Prakash A, Masih A, Kumar A, Meis JF, Chowdharya A. Multidrug-Resistant Candida auris Misidentified as Candida haemulonii: Characterization by Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization–Time of Flight Mass Spectrometry and DNA Sequencing and Its Antifungal Susceptibility Profile Variability by Vitek 2, CLSI Broth Microdilution, and Etest Method. J Clin Microbiol 2015;53(6):1823-30. [CrossRef]
17. 17. Sow D, Fall B, Ndiaye M, Ba BS, Sylla K, Tine R, et al. Usefulness of MALDI-TOF mass spectrometry for routine identification of Candida species in a Resource-Poor setting. Mycopathologia 2015;180(3-4):173-9. [CrossRef]
18. 18. Turenne CY, Sanche SE, Hoban DJ, Karlowsky JA, Kabani AM. Rapid identification of fungi by using the internal transcribed spacer 2 genetic region and an automated fluorescent capillary electrophoresis system. J Clin Microbiol 1999;37:1846-51. [CrossRef]
19. 19. Mirhendi H, Makimura K, Khoramizadeh M, Yamaguchi H. A One-Enzyme PCR-RFLP assay for identification of six medically important Candida species. Jpn J Med Mycol 2006;47:225-9. [CrossRef]
20. 20. Fujita SI, Senda Y, Nakaguchi S, Hashimoto T. Multiplex PCR Using Internal transcribed spacer 1 and 2 regions for rapid detection and identification of yeast strains, J Clin Microbiol 2001;39(10):3617-22. [CrossRef]
21. 21. Gayıbova Ü, Cilo B, Ağca H, Ener B. Comparison of Phoenix™ TM Yeast ID Panel and API® ID 32C commercial systems for the identification of Candida species isolated from clinical samples. Mikrobiyol Bul 2014;48(3):438-48. [CrossRef]
22. 22. Maruccoa AP, Minervini P, Snitman GV, Sorge A, Guelfand LI, Moral LL. Comparison of the identification results of Candida species obtained by BD PhoenixTM and Maldi-TOF (Bruker Microflex LT Biotyper 3.1). Rev Argent Microbiol 2018;50(4):337-40. [CrossRef]
23. 23. Stefaniuk E, Baraniak A, Fortuna M, Hryniewicz W. Usefulness of CHROMagar Candida Medium, Biochemical Methods-API ID32C and VITEK 2 Compact and Two MALDITOF MS Systems for Candida spp. Identification. Pol J Microbiol 2016;65(1):111-4. [CrossRef]
24. 24. Lacroix C, Gicquel A, Sendid B, Meyer J, Accoceberry I, François N, et al. Evaluation of two matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) systems for the identification of Candida species. Clin Microbiol Infect 2013;20(2):153-8. [CrossRef]