MALDI-TOF snabb test av bakterier i let-vätske från hästar med misstänkt let-infektion.

Many horses with bacterial infection of a synovial structure do not survive or regain their full athletic performance. One essential prognostic factor is time from contamination until correct treatment is initiated. Proper treatment requires a microbiological diagnosis and this process takes 2 -3 days. However, with mass spectrophotometry, MALDI TOF, rapid detection of bacteria, “fingerprinting”, is enabled. This project investigates the performance of MALDI TOF rapid microbiological diagnosis under hospital conditions. Synovia from 125 horses with suspected synovial sepsis is analyzed in parallel by conventional phenotyping and by MALDI-TOF after 2, 4, 8 and 24 hours. This will allow 1) evaluation of the performance of MALDI-TOF in synovial sepsis. Further deliverances will be 2) the first description of occurrence and susceptibility pattern of microbes involved in synovial sepsis in Swedish horses and 3) estimates of Swedish survival rates under state-of-the-art hospital conditions.

Många hästar som drabbas av bakteriella infektioner i synoviala strukturer kommer inte återfå sin fulla prestationsförmåga eller kommer behöva avlivas. En viktig prognostisk faktor är tiden från kontamination till dess att rätt behandling sätts in. Korrekt insatt behandling kräver en mikrobiologisk diagnos och denna process tar normalt 2 -3 dagar. Med hjälp MALDI TOF (masspektrofotometri) är nu en snabb detektion av bakterier möjlig. Detta projekt utvärderar MALDI TOF som metod för diagnostik av synoviala infektioner i en sjukhus miljö. Synovia från 125 hästar med misstänkt synovial infektion kommer analyseras parallellt genom konventionell fenotypning och genom analys med MALDI-TOF. Studiet kommer ge information av hur väl MALDI-TOF fungerar i dissa fall. Studiet kommar vara den första som beskriver ”känslighetmönster” för mikrober som är involverade i synoviala infektioner hos Svenska hästar, och kommer även ge statistik för dessa hästar med avseende överlevnad och prestationsförmåga

Korrekt behandling av infekterade leder kräver en mikrobiell diagnos vilket kan ta upp till en vecka. Med mass-spektrofotometri, MALDI-TOF, kan snabb identifiering av bakteriers "fingeravtryck" göras. Vi undersökte den kliniska användbarheten av MALDI-TOF vid hästsjukhus. Synovia från hästar med misstänkt ledinfektion samlades och analyserades med både traditionell odling och MALDI-TOF. Preliminära resultat visar att MALDI-TOF kan användas för att detektera bakterier i synovia, men först efter odling i passande medium och extraktion. De två metoderna identifierade samma bakterier. Totalt 69% av proverna var negativa med båda metoderna. MALDI-TOF detekterade inte bakterier i prover som var negativa med den traditionella metoden. Till dess logistiken möjliggör utnyttjande av metodens snabbhet bör kliniker fortsatt lita till behandlingar som innefattar ledspolningar, användande av bredspektrumantibiotika och analys av leukocytantal och diffentialräkning i synovia.

Slaget om den infekterade leden!
På insidan av en frisk led eller senskida finns en viskös, smörjande vätska som kallas synovia. Den innesluts av ett membran som både producerar vätskan och skyddar leden. Om leden skadas -via trauma eller infektion, börjar membranet att producera bioaktiva substanser som ska förstöra främmande material och som attraherar vita blodceller till försvar. Processen kallas inflammation och om mikroorganismer finns i leden är diagnosen ledinfektion.Närvaro av bakterier i en led ger särskilt stor fara för ledhälsan. De bioaktiva substanserna från inflammationen skiljer inte mellan "dåliga" celler, så som bakterier, och "goda" celler, så som ledbrosk. Nedbrytning av ledbrosket kan därför ske snabbt, inom ett dygn. Eftersom förstört ledbrosk inte kan repareras uppstår en permanent ledskada. För att vinna slaget om den infekterade leden måste behandling mot inkräktande bakterier därför sättas in så snabbt och effektivt som möjligt. Det görs tillexempel genom ledspolning och genom deponering av effektivt antibiotikum i leden. Den slutgiltiga diagnosen ledinfektion ställs via synoviaprov som sänds till laboratorium, där odling av vätskan påvisar eventuella bakteriers typ och om de är känsliga mot antibiotika. Processen tar många dagar, upp till en vecka. Den akut insatta behandlingen måste därför baseras på erfarenhet och kliniska tecken. Först när odlingsresultaten inkommer kan behandlingen förändras eller avbrytas. Den nya metoden mass-spektrofotometri baserade metod MALDI TOF avläser bakteriers "fingeravtryck" väldigt snabbt Kanske kan den ge möjlighet till omedelbar bakterieidentifiering och riktad behandling? Metoden är snabb för vanliga bakterier som kan odlas i en Petriskål, men ledbakterier måste förodlas i en flaska med näringsmedium. Därför behövs en utvärdering av om metoden faktiskt ger en korrekt och snabb mikrobielldiagnos vid ledinfektion hos hästar. Också generell kunskap om vilka bakterier som är involverade vid ledinfektion hos svenska hästar och vilka antibiotikatyper bakterierna är känsliga för saknas.

Vårt projekt har därför undersökt synovia från hästar med misstänkt ledinfektion både genom traditionella metoder och MALDI TOF. Genomgång av odlingsresultat från djursjukhusjournaler från 2010-2016 har också gjorts. Studien är utförd på två stora hästsjukhus: Universitetsdjursjukhuset vid Sveriges Lantbruksuniversitet och Evidensia Specialistdjursjukhuset i Helsingborg. Våra preliminära resultat visar att MALDI TOF kan användas för att påvisa bakterier efter odling av synovian i 24 timmar och extraktion med en manuell metod. Eftersom odling och extraktion är tidskrävande kan snabbheten i MALDI TOF-metoden inte fullt utnyttjas. MALDI TOF och traditionell bakterieodling påvisade samma bakterier i proverna: Actinobacillus ssp, Aerococcus viridians, Arthrobacter spp, Bacillus cereus, Dichelobacter nodosus, Escherichia coli, Staphylococcus spp. och Streptococcus spp. I det preliminära materialet var 69% av proverna utan fynd av bakterier med båda metoderna. Det betyder att MALDI TOF-metoden inte hittade bakterier i prover där den traditionella odlingen var negativ. Det är en besvikelse eftersom vi hade hoppats att MALDI TOF skulle vara känsligare än den traditionella metoden. De preliminära resultaten visar också att varken hästens hälta eller grumlighet och färg på synovian kunde kopplas till diagnosen ledinfektion eller till den angripande bakteriesorten. I studien var de mest pålitliga tecknet på ledinfektion påvisande av höga nivåer av de försvarande vita blodcellerna neutrofiler i synovian.

Sammanfattningsvis är MALDI TOF-metoden pålitlig för att analysera bakterier i synovia från hästar. Den ger samma känslighet som den traditionella odlingsmetoden men kan potentiellt ge en stor tidsvinst. Men till dess logistiken möjliggör utnyttjande av metodens snabbhet bör kliniker fortsatt lita till akuta behandlingar som innefattar ledspolningar, användande av bredspektrumantibiotika och uppföljning av synovia baserad på analys av vita
blodceller.