Microbiologie clinique et spectrométrie de masse

par Stéphanie Suarez (Buland)

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Patrick Berche.

Le président du jury était Xavier Nassif.

Le jury était composé de Patrick Berche, Xavier Nassif, Jean-Louis Herrmann, Guillaume Arlet, Laurent Raskine.

Les rapporteurs étaient Jean-Louis Herrmann, Guillaume Arlet.


  • Résumé

    L’identification des micro-organismes reposait jusqu’à présent sur l’étude des caractères culturaux et biochimiques de chaque espèce. Depuis quelques années, la spectrométrie de masse de type Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization Time Of Flight (MALDI-TOF) s’est développée dans les laboratoires de microbiologie clinique. Cette nouvelle technologie permet de réaliser très rapidement et à moindre coût un diagnostic d’espèce sur des colonies de bactéries ou de champignons isolées sur des milieux de culture solides.Dans un premier temps, nous avons montré que cette technologie permet de réaliser une identification des germes isolés en milieu liquide, comme les flacons d’hémoculture au cours des bactériémies par exemple. Ce dépistage se fait directement à partir du flacon positif, sans attendre l’isolement des colonies sur milieu solide. Ce diagnostic disponible dès le premier jour permet d’adapter l’antibiothérapie au phénotype de résistance habituel de l’espèce.Dans un deuxième temps, nous avons cherché à identifier la nature des biomarqueurs utilisés pour l’identification des espèces bactériennes, en prenant comme exemple la bactérie pathogène Neisseria meningitidis. La comparaison du génome et du protéome des souches entièrement séquencées a permis de mettre en évidence la nature exacte des protéines impliquées dans le diagnostic d’espèce. Par ailleurs, les protéines ribosomales étant majoritaires et pouvant servir d’outil épidémiologique, nous avons constaté que la mise en évidence de leurs variations sur le spectre de masse rend la différenciation de souches au sein d’une même espèce possible, en adaptant la méthode d’analyse. Enfin, nous avons présenté des résultats préliminaires encourageants sur l’exploitation du caractère constant de certaines protéines ribosomales visibles directement sur le spectre de masse, permettant de différencier des espèces très proches, comme Streptococcus pneumoniae et Streptococcus mitis.

  • Titre traduit

    Clinical microbiology and mass spectrometry


  • Résumé

    Until now, bacterial and fungal identification has been based on biochemical characterization of microorganisms. The Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight Spectrometry (MALDI-TOF MS) has recently been developed in clinical microbiology laboratories. This new technology allows a rapid, accurate and less expensive identification of bacterial and fungal colonies grown on agar media. First, we have shown that the direct identification of bacteria grown in liquid media such as blood cultures was possible, without waiting for a subculture on solid media. Since the diagnosis is available on the first day, the presumptive antimicrobial treatment can be rapidly adapted according to the usual resistance phenotype of the microorganism. We have then searched to identify the biomarkers used for the identification of bacteria, using Neisseria meningitidis as a model. Comparing the genome and the proteome of sequenced strains allowed us to identify the ribosomal proteins as thoses involved in the MALDI-TOF MS diagnosis. Ribosomal proteins are very abundant and are very often used as epidemiological tools : their variations on the bacteria mass spectrum allows an intra-species differentiation of several strains. Finally we present encouraging preliminary results based on the detection of consistent ribosomal proteins directly visible on the mass spectrum that lead to the accurate identification of some very close species such as Streptococcus pneumoniae and Streptococcus mitis.


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