Approches de contrôle de la qualité pour l'analyse des molécules volatiles par GCxGC-HRTOFMS et étude de cas sur les composés volatils des expectorations de patients atteints de tuberculose

CG×CG-HRTOFMS : (1) Approches de CQ pour l'analyse des molécules volatiles et (2) Étude de cas sur la détection de la tuberculose à l'aide des composés volatils des expectorations

Grant S. Ochoa, Graham E. Browse, Jane E. Hill

Dans cette présentation, nous discutons (1) de la nécessité d'un contrôle de la qualité de l'analyse des échantillons d'haleine et d'autres échantillons volatils et (2) nous présentons une étude de cas sur l'analyse des composés volatils de l'expectoration.

(1) Les échantillons de composés organiques volatils présentent une variabilité intrinsèque ; par conséquent, des méthodes de contrôle de la qualité externes permettant d'évaluer la variabilité liée à l'instrument et à l'échantillonnage sont nécessaires pour garantir l'intégrité des données. Dans cette présentation, je partagerai des approches courantes de contrôle de la qualité, telles que l'utilisation de standards externes, de standards internes, d'échantillons de contrôle et de vérifications de l'étalonnage en cours, qui peuvent être utilisées pour démontrer la fiabilité de l'instrument tout au long de l'analyse des échantillons.

(2) La tuberculose (TB) est la maladie infectieuse la plus meurtrière au monde, faisant plus d'un million de morts chaque année, principalement dans les pays à revenu faible et intermédiaire. L'absence de diagnostics rapides et bon marché fait obstacle à la réduction de la transmission ainsi qu'à l'accès des patients au traitement dans de nombreuses communautés. L'analyse des composés volatils offre le potentiel d'un test rapide et non invasif, avec l'organisation APOPO démontrant que les rats peuvent distinguer la tuberculose en flairant l'espace de tête d'expectorations humaines (N = 24 000 patients[1]). Pour identifier les biomarqueurs associés à cette approche, l'espace de tête de 100 échantillons d'expectorations obtenus auprès de Fondation pour les diagnostics novateurs (FIND) biobank were analyzed with SPME-Arrow – GCxGC-HRTOFMS. First, we optimized headspace extraction using SPME Arrow. Using that method, from the full set of volatile metabolites detected, partial least squares – discriminant analysis (PLS-DA), was applied to select a panel of 14 features which were optimal for distinguishing culture-positive sputum from negative. The cross-validated PLS-DA model yielded an AUC of 0.92 and a sensitivity of 0.9 and a specificity of 0.84. These results suggest that volatile biomarkers which distinguish tuberculosis are present in sputum and might contribute to a breathprint for tuberculosis that we are actively exploring. Specifically, this work continues through the creation of the Shirley Diagnostics’ TB Breath Atlas which is based on the analysis the volatile molecules breath from over 1,000 patients.

Références
[1] Kannan R, et al. Scientific Reports 2021, 11:1, https://doi.org/10.1038/s41598-021-81086-x