Bien que considérées comme étant sous contrôle durant la seconde partie du 20ième siècle avec la découverte des antimicrobiens, les maladies infectieuses demeurent une menace bien réelle pour l’humanité. Quelque soit l’état de connaissance que nous avons sur ces maladies, toutes demeurent imprédictibles. Afin de lutter contre ce phénomène, de nombreuses stratégies de surveillance ont été développées amenant à la mise en place de divers outils informatiques de surveillance épidémiologique visant à détecter et identifier, le plus précocement possible, des événements anormaux. L’objectif initial de notre travail a consisté à mettre en place, au sein de l’Institut Hospitalo-Universitaire Méditerranée Infection et à partir du logiciel Microsoft Excel, deux nouveaux outils informatiques de surveillance épidémiologique visant à identifier, de façon hebdomadaire et automatisée, des événements anormaux sur la base des données de microbiologie clinique issues du laboratoire du Centre Hospitalo-Universitaire Timone à l’Assistance Publique- Hôpitaux de Marseille (AP-HM). Une fois cette étape achevée, nous avons par la suite travaillé au développement d’une structure de surveillance complète intégrant l’investigation et la validation des alarmes émises par les systèmes de surveillance créés, l’émission d’alertes à l’Agence Régionale de Santé (ARS) de la région Provence-Alpes Côte d’Azur (PACA), la valorisation des cas d’événements anormaux confirmés par des publications scientifiques, ainsi que la mise en place de rétro-informations et de bulletins épidémiologiques hebdomadaires visant à informer les acteurs locaux de la surveillance épidémiologique des maladies infectieuses. / Although considered under control in the second half of the 20th century with the discovery of antimicrobials, infectious diseases remain a serious threat to humanity. Regardless of the state of knowledge we possess on these diseases, all remained unpredictable. To fight this phenomenon, many monitoring strategies have been developed leading to the implementation of various epidemiological surveillance computer programs to detect and identify, as soon as possible, abnormal events including epidemic phenomena. The initial objective of our work was to implement, within the Hospitalo-Universitaire Méditerranée Infection and based on the Microsoft Excel software, two new automated computer-based programs for the weekly automated epidemiological surveillance of abnormal epidemic events using clinical microbiological data from the Timone teaching hospital of of Assistance Publique- Hôpitaux de Marseille (AP-HM). Once completed, we then worked to develop a comprehensive monitoring structure incorporating the investigation and the validation of alarms emitted by the established surveillance systems, the transmission of alerts to the Regional Health Agency (ARS) of the Provence-Alpes Côte d'Azur (PACA), the public dissemination of confirmed abnormal events by publishing scientific articles, and the implementation of feedback and weekly epidemiological bulletins to inform local infectious diseases epidemiological surveillance actors.

Le répertoire des bactéries est mal connu en Afrique du fait des méthodes d’étude essentiellement basées sur des techniques de culture sur milieux simples associées à des tests biochimiques, ce qui ne permet pas son exploration. Il a néanmoins été récemment bouleversé par l’usage systématique de la spectrométrie de masse de type MALDI-TOF MS.Au cours de nos travaux de thèse de doctorat, nous avons utilisé deux types de spectromètres de masse: le MALDI-TOF Vitek MS, nouvellement installé à Dakar; le MALDI-TOF Microflex LT, installé à Marseille. Les résultats que nous avons obtenus ont montré, pour la première fois, que la technique du MALDI-TOF est efficace et tout à fait adaptée en Afrique pour le diagnostic spécifique de routine. Cette performance a conduit le laboratoire clinique de l’HPD à opter pour son utilisation à la place des traditionnelles techniques d’identification phénotypique telles que les galeries API. Nous avons également confirmé que le MALDI-TOF est un puissant outil d’identification des espèces bactériennes rarement impliquées dans les maladies infectieuses humaines. De plus, cet outil nous a permis de détecter sept nouvelles espèces de bactéries isolées pour la première fois chez l’homme. En Afrique, il faudrait donc multiplier l’installation de spectromètre de masse MALDI-TOF, ou mettre en place des réseaux autour de plateformes MALDI-TOF sous-régionales partagées entre plusieurs structures sanitaires et/ou de recherche. / The Africa bacteria repertory is unfamiliar because the available tools in this region are not allowed its best knowledge. In fact, bacteria are most often identified using culture techniques on simple media and biochemical tests which enable the identification of some common characters. These methods do not facilitate an exhaustive knowledge of the bacterial repertory; consequently they have recently been revolutionized by the systematic use of MALDI-TOF mass spectrometry (MS).In our thesis we used two mass spectrometers, respectively, MALDI-TOF Vitek MS currently installed at Dakar (Senegal) and MALDI-TOF Microflex LT installed in Marseille (France). In addition we have also confirmed that MALDI-TOF is a powerful tool for identifying bacterial species rarely involved in human infectious diseases. Thus in adopting the MALDI-TOF as a first-line tool in bacterial identification before Gram staining or other techniques of phenotypic identifications based on chemical characteristics, we discovered seven new species of bacteria isolated for first time in humans. Microbial identification using MALDI-TOF MS is currently feasible in Africa. Its performance and effectiveness in routine diagnosis of clinical microbiology laboratories have been proven. It is necessary either to increase the installation of MALDI-TOF, or establishing a network around a shared MALDI-TOF platform between several structures located in the same area, especially in the underdeveloped countries of Africa amortization of investment costs of the device, because it allowed reducing the time of reporting results and indirectly facilitating better care for patients.

In infected patients, the rapid identification of pathogens is critical. After a long period of slow technological improvement, the microbiology laboratory is now undergoing significant evolution. This work evaluated the contribution of recent MALDI-TOF MS technology in terms of the diagnosis and clinical management of patients and its implementation in the laboratory of tomorrow. The studies were conducted over a 3.5-year period, mostly in the iris public hospital network of Brussels. <p>First, we confirmed the accurate performance of MALDI-TOF MS in the identification of routine isolates, regardless of whether the Biotyper (92.7% correct species identification) or VITEK MS (93.2%) (n=986) commercial system was used, and demonstrated the supremacy of this technology over conventional identification techniques for fastidious bacteria, including Campylobacter and related organisms (98.3%, 72.2% and 79.9% correct species identification by Biotyper, Vitek NH Card and API Campy, respectively; n=234). <p>Second, we showed that the direct MALDI-TOF MS identification of bacteria from positive blood cultures was not only feasible but also led to an 24-h reduction in the time-to-identification. In an adult population, more than 13% of the direct identifications from positive blood cultures resulted in the faster adaptation of the antimicrobial treatment. <p>Third, we demonstrated that MALDI-TOF MS could easily be implemented in a network, which was associated with significant cost savings and reduction in the time-to-identification. Finally, our promising Blastocystis subtyping results suggest that the number of MALDI-TOF MS applications may be increased.<p>In the future, automation of the technique will make its use in clinical laboratories even easier, eliminating the use of conventional identification techniques. Improvement of the preanalytical procedures is also important to make MALDI-TOF MS a suitable instrument for resistance and toxicity mechanism detection and subtyping. <p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'objectif de cette thèse est d'appliquer la méthode d'identification bactérienne par spectrométrie de masse MALDI-TOF pour une utilisation en routine dans un laboratoire de microbiologie clinique. Dans un 1er temps et de manière prospective, nous avons évalué la performance et le coût-efficacité de l'identification bactérienne de routine par MALDI-TOF par rapport aux techniques conventionnelles d'identification phénotypique. Durant la période des 16 semaines d'étude, nous avons comparé la performance de la technique par MALDI-TOF aux techniques conventionnelles d'identification phénotypique comprenant la coloration de Gram, la galerie API ANA et le Vitek 2. En cas de résultats discordants entre ces deux techniques, l'identification était réalisée par biologie moléculaire. Nous avons montré que le MALDI-TOF est un moyen efficace et rentable pour l'identification des bactéries de routine. Le MALDI-TOF peut être utilisée en 1ère intention dans l'identification bactérienne avant l'ensemble de techniques phénotypiques. Dans un 2ème temps, nous avons évalué rétrospectivement la performance et le coût-efficacité de l'utilisation exclusive de MALDI-TOF en diagnostic bactériologique de routine en comparaison avec les techniques conventionnelles. En analysant les données des 11 dernières années, nous avons montré que le MALDI-TOF est efficace et tout à fait adaptée pour l'identification d'espèce bactérienne en routine. Nous avons également prouvé que MALDI-TOF est un outil puissant pour identifier les espèces bactériennes rarement impliquées dans les infections humaines. Cette technique pourrait être une alternative aux méthodes moléculaires dans le laboratoire clinique. / The objective of this thesis is to apply the method of bacterial identification by MALDI-TOF MS in daily practice in a routine clinical microbiological laboratory. Firstly, we prospectively evaluated the performance and the cost-effective of bacterial identification by MALDI-TOF in comparison with conventional phenotypic identification methods. During a 16-week study, we compared the performance of MALDI-TOF with conventional techniques of identification including Gram staining, API ANA identification strip and automated identification using the Vitek 2. The unmatched identifications between MALDI-TOF and conventional methods were resolved by molecular identification. In this study, we showed that MALDI-TOF was an effective tool and less expensive for the rapid identification of bacterial species in clinical microbiology laboratory. MALDI-TOF can be used in first intention for identification before Gram staining or other phenotypic identification techniques based on physicochemical properties of bacteria. Secondly, we retrospectively evaluated the performance and the cost-effectiveness of the exclusive use of MALDI-TOF in bacteriological diagnosis in comparison with conventional phenotypic identification. 11-year retrospective analysis of data showed that MALDI-TOF was efficient and completely adapted for the routine identification of bacterial species. We also showed that MALDI-TOF had capacity to identify bacterial species that were rarely involved in human diseases. This technique could be an alternative to molecular methods in the clinical laboratory.