Research Article

Development of MALDI-TOF mass spectrometry for the identification of lice isolated from farm animals

Développement de la spectrométrie de masse MALDI-TOF MS pour l’identification de poux isolés d’animaux de ferme

¹ Aix Marseille Univ., IRD, AP-HM, SSA, VITROME, 13005 Marseille, France
² IHU-Méditerranée Infection, 19–21 Boulevard Jean Moulin, 13005 Marseille, France
³ Université Chadli Bendjdid, Département des sciences Vétérinaire, 36000 El Tarf, Algeria
⁴ Institut des Sciences Vétérinaire et Agronomiques, Université Mohamed Cherif Messaadia, 41000 Souk-Ahras, Algeria
⁵ Aix Marseille Univ., IRD, AP-HM, MEPHI, 13005 Marseille, France

^* Corresponding author: philippe.parola@univ-amu.fr

Received: 19 August 2019
Accepted: 11 April 2020

Abstract

Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) is now routinely used for the rapid identification of microorganisms isolated from clinical samples and has been recently successfully applied to the identification of arthropods. In the present study, this proteomics tool was used to identify lice collected from livestock and poultry in Algeria. The MALDI-TOF MS spectra of 408 adult specimens were measured for 14 species, including Bovicola bovis, B. ovis, B. caprae, Haematopinus eurysternus, Linognathus africanus, L. vituli, Solenopotes capillatus, Menacanthus stramineus, Menopon gallinae, Chelopistes meleagridis, Goniocotes gallinae, Goniodes gigas, Lipeurus caponis and laboratory reared Pediculus humanus corporis. Good quality spectra were obtained for 305 samples. Spectral analysis revealed intra-species reproducibility and inter-species specificity that were consistent with the morphological classification. A blind test of 248 specimens was performed against the in-lab database upgraded with new spectra and validated using molecular tools. With identification percentages ranging from 76% to 100% alongside high identification scores (mean = 2.115), this study proposes MALDI-TOF MS as an effective tool for discriminating lice species.

Résumé

La Spectrométrie de Masse à Temps de Vol par Désorption/Ionisation Laser Assistée après Matrice est maintenant utilisée pour l’identification rapide des microorganismes isolés à partir d’échantillons cliniques et a récemment été appliquée avec succès pour l’identification des arthropodes. Dans cette étude, cet outil protéomique a été utilisé pour identifier les poux prélevés sur le bétail et la volaille en Algérie. Les spectres MALDI-TOF MS de 408 spécimens adultes ont été mesurés pour 14 espèces, dont Bovicola bovis, B. ovis, B. caprae, Haematopinus eurysternus, Linognathus africanus, L. vituli, Solenopotes capillatus, Menacanthus stramineus, Menopon gallinae, Chelopistes meleagridis, Goniocotes gallinae, Goniodes gigas, Lipeurus caponis et Pediculus humanus corporis élevé en laboratoire. Des spectres de bonne qualité ont été obtenus pour 305 échantillons. L’analyse spectrale a révélé une reproductibilité intra-espèce et une spécificité inter-espèces qui concordaient avec la classification morphologique. Un test à l’aveugle de 248 échantillons a été effectué par rapport à la base de données de notre laboratoire mise à niveau avec de nouveaux spectres et validée à l’aide d’outils moléculaires. Avec des pourcentages d’identification allant de 76 à 100 % et des scores d’identification élevés (moyenne : 2,115), cette étude propose MALDI-TOF MS comme un outil efficace pour distinguer les espèces de poux.