Mass Spectrometry in Clinical Microbiology

Abstract

Souhrn Aspergillus fumigatus, Scedosporium apiospermum a Lomentospora prolificans jsou celosvětově rozšířené oportunní plísně, které ročně zabíjejí tisíce jedinců s oslabenou imunitou. Navzdory pokroku v lékařské mykologii zůstává současná sada diagnostických nástrojů pro včasnou detekci invazivní mykóz způsobených těmito patogeny nedostatečná, což přispívá k vysoké úmrtnosti. K úspěšnému vyléčení pacientů dále brání omezené množství antimykotik vykazující četné toxicity a nežádoucí účinky a rostoucí výskyt antimykotické rezistence. V návaznosti na tuto problematiku jsou vyvíjeny nové diagnostické platformy, které mají za cíl vylepšit nebo dokonce překonat zavedené diagnostické postupy. Jedním z těchto inovativních přístupů je hmotnostně-spektrometrická detekce sideroforů, jenž představují sekundární metabolity schopné vázat železo a jsou specifické pro každou plíseň. Tato práce nejprve představuje Aspergillus fumigatus jako celosvětově rozšířeného saprofága a shrnuje jeho objev, nepohlavní rozmnožování a biosyntézu jeho sideroforů. Tato práce dále popisuje historii, patogenezi a diagnostiku invazivní plicní aspergilózy, následované krátkým přehledem současných možností antimykotické léčby. Teoretickou část této práce uzavírá krátký úvod plísní Scedosporium apiospermum a Lomentospora prolificans, které v...

Aspergillus fumigatus, Scedosporium apiospermum, and Lomentospora prolificans are globally distributed opportunistic fungal pathogens decimating thousands of immunocompromised individuals annually. Despite the progress in medical mycology, the current diagnostic toolkit for early detection of invasive mycoses remains inadequate, contributing to the high mortality rates. Furthermore, the patients' successful outcomes are hindered by a limited arsenal of antifungals, which display multiple toxicities and adverse effects, as well as an increasing incidence of antimycotic resistance. In response, innovative diagnostic platforms are being developed to outperform the established diagnostic procedures, including the mass spectrometry-based detection of fungal-specific iron-chelating secondary metabolites called siderophores. This thesis introduces Aspergillus fumigatus as a worldwide fungal saprophyte, summarizing its discovery, asexual reproduction, and siderophore biosynthesis. Next, this work examines the history, pathogenesis, and diagnostics of invasive pulmonary aspergillosis, followed by a brief overview of current antifungal treatment options. A short introduction to the emerging fungal pathogens Scedosporium apiospermum and Lomentospora prolificans concludes the theoretical part of this thesis....