MALDI-TOF MS zur Spezies-Identifizierung in der Trinkwasser-Mikrobiologie (MALDI-ID)

Bei der Bakterienidentifizierung mittels MALDI-TOF-MS handelt es sich um eine moderne und hoch innovative Methode, die bereits die Bakterienidentifizierung im medizinisch-diagnostischen Bereich revolutioniert hat. Auch für den Trinkwassersektor erscheint diese Technik sehr zukunftsträchtig. Die Schnelligkeit der Methodik kann bei der Entscheidungsfindung der Gesundheitsämter über ein mögliches Abkochgebot ausschlaggebend sein.

Mit der MALDI-TOF-MS wurde in den letzten Jahren eine neue innovative Methodik zur schnellen Identifizierung von Mikroorganismen entwickelt. Die Methode hat sich im klinischen Bereich etabliert und besitz auch erhebliches Potential für den Trinkwasser-Sektor. Der große Vorteil ist die Schnelligkeit der Methodik. Liegen Bakterienisolate vor, so ist in kurzer Zeit (Stunden) die Identifizierung von vielen Isolaten möglich. Im Falle eines Nachweises von Indikatorbakterien kann die schnelle Spezies-Identifizierung noch am Tag des Befundes wichtige Hinweise zur Eintragsquelle und Bewertung liefern. So können Abkochgebote und damit eine negative Außenwirkung vermieden und das Vertrauen der Verbraucher in die Trinkwasserqualität gestärkt werden. Aus einer robusten Implementierung dieser Methodik wird somit ein deutlicher Mehrwert für die Trinkwasserbranche resultieren.

Die in diesem DVGW-Forschungsvorhaben durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass auch für den Trinkwassersektor die MALDI-TOF-MS-Technologie für die Identifizierung von Bakterien sehr zukunftsträchtig ist. Coliforme Bakterien, Enterokokken, Pseudomonas aeruginosa und thermophile Campylobacter spp. aus Wasserproben können mit der MALDI-TOF-MS sehr schnell identifiziert werden. Eine begleitende Clusteranalyse ermöglicht auch die vergleichende Untersuchung von Isolaten und kann für die Ursachenanalyse bei mikrobiologischen Problemen im Trinkwasserbereich sehr hilfreich sein.

Die Identifizierung mittels MALDI-TOF-MS ermöglicht mittelfristig eine Arbeits- und Zeitersparnis auch beim kulturellen Nachweis von bestimmten Mikroorganismen, wie z. B. Pseudomonas aeruginosa und thermophilen Campylobacter spp., und kann damit zu einer schnelleren Absicherung der Befundlage führen.

Wie bei allen Identifizierungsverfahren ist auch bei der MALDI-TOF-MS das Identifizierungsergebnis von der zugrundeliegenden Datenbank abhängig. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen konnte für die coliformen Bakteriengattungen Enterobacter und Lelliottia gezeigt werden, dass durch eine gezielte qualitätsgesicherte Ergänzung der Datenbank sicherere Identifizierungsergebnisse erreicht werden.

Veröffentlichungen

Leister, C.; Hügler, M.: Draft Genome Sequences of Buttiauxella spp. Isolates from Water and Gastropods with Putative β-d-Glucuronidase Activity. Microbiology Resource Announcements 11, 3: e0006422 (2022) DOI: 10.1128/mra.00064-22

Hügler, M.; Leister, C.: MALDI-TOF-Massenspektrometrie zur Spezies-Identifizierung in der Trinkwasser-Mikrobiologie – MALDI-ID. Abschlussbericht W 201823 (2022)

Hügler M.Schnelle Identifizierung von Bakterien mit der MALDI-TOF-Massenspektrometrie. In: Zukunftsthemen der Wasserversorgung, 25. TZW-Kolloquium, Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser, ISSN 1434-5765, TZW-Band 95: 117–141 (2020)

Hügler, M.; Reitter, C.; Hambsch, B.Falschpositive E. coli-Nachweise in Trinkwasserproben. DVGW energie | wasser-praxis (EWP), 1/2019: 44–46 (2019)

Hügler M., Reitter C., Hambsch B., Tiehm A.Schnelle Identifizierung von Bakterien. Wasserforum, Sonderpublikation zum 13. Langenauer Wasserforum, 11/2019: 38–40 (2019)

Hügler M., Stange C., Ho J., Tiehm A.Molekularbiologische Methoden – Trends und Entwicklungen.  In: Entwicklungstrends für die Wasserversorgung, 22. TZW-Kolloquium, Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser, ISSN 1434-5765, TZW-Band 80: 45-63 (2017)

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