Detektion av hydrolyserad β-laktamantibiotika i plasma med Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization – Time of Flight Mass Spectrometry och Liquid Chromatography tandem Mass Spectrometry

Sammanfattning: Introduktion Antibiotikaresistens är ett globalt växande problem. Till gruppen β-laktamantibiotika hör piperacillin-tazobaktam och cefotaxim som båda verkar genom att försvaga cellväggen med kovalenta bindningar till peptidoglykanlagret som lyserar cellen. E. coli och K. pneumoniae tillhör gruppen Enterobacteriaceae, som är en del av den humana tarmfloran och ofta förekommande vid urinvägsinfektion och sepsis. Utvidgat Spektrum β-Laktamas (ESBL) är ett enzym som finns hos Enterobacteriaceae och som hydrolyserar β-laktamantibiotika. Matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) är en kvalitativ analysteknik för detektion av kemiska föreningar i avseende på massa och laddning. Kännedom om antibiotikametaboliters molekylvikt vid hydrolys möjliggör detektion. Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS) är en högsensitiv kvantifieringsmetod som separerar molekyler i avseende på polaritet för vidare detektion i avseende på massa och laddning. Syfte Syftet med denna studie var att vidareutveckla en snabb och effektiv metod för att påvisa nedbrytning av piperacillin-tazobaktam och cefotaxim i blodplasma med LC-MS/MS. Material och Metod Tiofaldigt sjunkande koncentrationer av piperacillin-tazobaktam från 2000 till 2 µg/ml, och cefotaxim med koncentrationerna 500 till 0,5 µg/ml analyserades med MALDI-TOF MS, dels intakt men även med bakterierna E. coli och K. pneumoniae med uttryck av olika resistensmekanismer. Vid optimerade koncentrationer spikades plasmaprover med nedbrutet antibiotika som sedan kvantifierades med LC-MS/MS. Resultat Lägsta detektionsgräns med MALDI-TOF MS för intakt och hydrolyserat piperacillin-tazobaktam var 20/2,5 µg/ml. För cefotaxim var lägsta gränsen 5 µg/ml. Med kliniskt relevanta blodkoncentrationer gick hydrolys inte att detektera för. Med tre bakteriekolonier/50 µl kunde dock hydrolys detekteras och kvantifieras med LC-MS/MS. Slutsats Detektion av β-laktamantibiotika är möjligt med både MALDI-TOF MS och LC-MS/MS. För att påvisa hydrolys krävdes större mängder bakterier än förväntat med LC-MS/MS.