การวิเคราะห์รูปแบบเปปไทด์ของเชื้อ Escherichia coli ในการตอบสนองต่อโลหะหนัก โดยใช้เทคนิค matrix-assisted laser desorption ionization–time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry

Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass-spectrometry (MALDI-TOF/MS) based biotyping เป็นเทคโนโลยีแบบ High throughput technology สำหรับใช้ในการวิเคราะห์เชื้อแบคทีเรีย ได้เริ่มมีการนำเทคนิคนี้มาแทนเทคนิคเดิมที่ใช้ในการวินิจฉัยทางคลินิก ในหลายๆโรงพยาบาลในประเทศไทย การปนเปื้อนของอาหารโดยโลหะหนักหลายชนิดเป็นสถานการณ์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในประเทศไทย อย่างไรก็ตามยังไม่มีการรายงานผลกระทบของโลหะหนักต่อการแสดงออกของรูปแบบเปปไทด์โดยการใช้เทคนิค MALDI-TOF/MS (Bruker MALDI Biotyper) ดังนั้นเราจึงศึกษารูปแบบของเปปไทด์ของเชื้อ Escherichia coli ATCC 25922 กับเชื้อสายพันธุ์ก่อโรค เลี้ยงภายใต้โลหะแคดเมียม ตะกั่ว และสังกะสี โดยใช้เทคนิค MALDI-TOF/MS เชื้อ E. coli สัมผัสกับโลหะ แคดเมียม ตะกั่ว และสังกะสี ในปริมาณสารที่ปลอดภัยตามคำแนะนำของ WHO และภายใต้ความสามารถในการทนต่อโลหะหนัก จากการเปรียบเทียบวิธีสกัดโปรตีนที่ใช้ในการทดลอง พบว่าวิธีการสกัดโปรตีนที่เหมาะสมในการทดลองนี้คือ Extraction (Ext) Procedure เนื่องจากให้ spectra peak ที่มากที่สุด และมี peak ที่จำเพาะกับวิธีนี้โดยไม่พบในการสกัดโปรตีนด้วยวิธีอื่นมากที่สุด และวิธีนี้ยังสามารถระบุชนิดของเชื้อเป็น E. coli ATCC 25922 โดยยังให้ค่า score ที่น่าเชื่อถือ ผลการทดลองแสดงให้เห็นผลกระทบของโลหะหนักต่อรูปแบบเปปไทด์ ของการวิเคราะห์เชื้อแบคทีเรียโดยเทคนิค MALDI-TOF MS แต่ไม่ส่งผลต่อการระบุ genus species strain ของเชื้อ จากการวิเคราะห์ด้วย PCA และ cluster analysis จะพบว่าสามารถแยกเชื้อที่ได้รับผลของโลหะกับตัวควบคุมออกจากกันได้ และยังพบว่า รูปแบบการแสดงออกของ spectra peaks ขึ้นอยู่กับ strain ของเชื้อ ความเข้มข้นของโลหะ และ ชนิดของโลหะ นอกจากนี้จากผลการทดลองยังพบ spectra peaks ที่ 3673 และ 7872 (m/z) ที่พบเฉพาะในเชื้อที่ได้รับตะกั่วและแคดเมียมที่ความเข้มข้น heavy metals tolerance value/2 ของเชื้อ E. coli ATCC 25922 strain ตามลำดับ ในขณะที่ spectra peaks ที่ 4867 และ 15833 (m/z) ที่พบในเชื้อ E. coli o157:H7 ที่ได้รับสังกะสีที่ความเข้มข้น safety dose และ heavy metals tolerance value/2 ตามลำดับ ในที่นี้ข้อมูลแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของโลหะหนักต่อรูปแบบ spectra peaks ของแบคทีเรียที่ของการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค MALDI-TOF/MS ความรู้จากการศึกษาครั้งนี้สามารถบรรจุในฐานข้อมูลภายในองค์กรซึ่งจะช่วยให้ผู้ที่ใช้เครื่อง MALDI-TOF/MS ได้ค่า score value ที่ดีกว่าในการวิเคราะห์เชื้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิเคราะห์ตัวอย่างที่ได้มาจากพื้นที่ที่คาดว่ามีการปนเปื้อนโลหะหนัก