vniigisРоссийский паразитологический журналRussian Journal of Parasitology1998-84352541-7843ВНИИП – филиал ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН10.31016/1998-8435-2025-19-4-471-479vniigis-1385Research ArticleБИОХИМИЯ, БИОТЕХНОЛОГИЯ И ДИАГНОСТИКАBIOCHEMISTRY, BIOTECHNOLOGY AND DIAGNOSTICSМетод времяпролетной масс-спектрометрии с лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-TOF) для исследования белкового профиля гельминтов промысловых рыбMethod of time-of-flight mass spectrometry with laser desorption/ionization (MALDI-TOF) for studying the protein profile of helminths of commercial fishhttps://orcid.org/0009-0007-8137-7721АввакумоваО. В.AvvakumovaO. V.

Аввакумова Ольга Вячеславовна, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории ихтиопаразитологии 

Москва

Avvakumova Olga V., PhD in Biology, Junior Researcher in the Ichthyoparasitology Laboratory

Moscow

avvakumova@vniigis.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3529-809XСкоморинаЮ. А.SkomorinaJu. A.

Скоморина Юлия Александровна, соискатель лаборатории биологии и биологических основ профилактики, заместитель директора ВНИИЗЖ

Москва; Владимир

Skomorina Yulia A., Postgraduate Student in the Biology and Biological Foundations of Prevention Laboratory, Deputy Director of the All-Russian Research Institute of Animal Health

Moscow; Vladimir

skomorina@arriah.ruВсероссийский научно-исследовательский институт фундаментальной и прикладной паразитологии животных и растений – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К. И. Скрябина и Я. Р. Коваленко Российской академии наук»РоссияAll-Russian Scientific Research Institute for Fundamental and Applied Parasitology of Animals and Plant – a branch of the Federal State Budget Scientific Institution "Federal Scientific Centre VIEV"Russian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт фундаментальной и прикладной паразитологии животных и растений – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К. И. Скрябина и Я. Р. Коваленко Российской академии наук»; Федеральный центр охраны здоровья животныхРоссияAll-Russian Scientific Research Institute for Fundamental and Applied Parasitology of Animals and Plant – a branch of the Federal State Budget Scientific Institution "Federal Scientific Centre VIEV"; Federal Centre for Animal HealthRussian Federation202508012026194471479Copyright © Аввакумова О.В., Скоморина Ю.А., 20262026Аввакумова О.В., Скоморина Ю.А.Avvakumova O.V., Skomorina J.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vniigis.elpub.ru/jour/article/view/1385

Цель исследований – отработать метод пробоподготовки, используя расходные материалы (лизис-буферы) российского производства, для изучения белкового профиля санитарно-значимых гельминтов промысловых рыб методом времяпролетной масс-спектрометрии с лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-TOF).

Материалы и методы

Материалы и методы. Для работы были отобраны 98 экз. гельминтов от трех видов рыб: половозрелые цестоды Triaenophorus nodulosus из кишечника щуки (Esox lucius), плероцеркоиды (личинки) цестод Diphyllobothrium ditremum из стенки желудка и кишечника ряпушки европейской (Coregonus albula), личинки нематод Eustrongylides excisus из мышечной ткани и печени окуня обыкновенного (Perca fluviatilis). Ихтиологический материал был получен с помощью пассивных орудий лова (сети) в период с января по август 2025 года и доставлен в лабораторию в замороженном виде. В лабораторных условиях проводили вскрытие рыб, осмотр мышечной ткани и внутренних органов под бинокулярным микроскопом Motic SMZ-171T. Для видовой идентификации паразитов использовали определители паразитов пресноводных рыб фауны СССР Гусева (1985) и Авдеева (1987). Фотодокументацию выполняли на микроскопе Zeiss AxioImager Z.1. Пробоподготовку (экстракцию) гельминтов проводили согласно патенту N RU 2768162 C1 «Способ подготовки половозрелых особей нематод для идентификации методом MALDI TOF масс-спектрометрии» (2022). Масс-спектрометрию гельминтов выполняли на масс-спектрометре MALDI (Microflex, Bruker Germany).

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. На сегодняшний день в Российской Федерации имеется необходимость в разработке, верификации и внедрении в практическую деятельность испытательных лабораторий рабочих протоколов метода MALDI-TOF MS для диагностики инвазий рыб, используемых для пищевых целей, и создания единой референсбиблиотеки спектров белков гельминтов, встречающихся на территории России. Однако, метод пробоподготовки (экстракции) гельминтов не отработан и не разработан стандартный операционный протокол для проведения диагностического исследования гельминтов методом времяпролетной масс-спектрометрии. Нами предприняты исследования по отработке метода пробоподготовки (экстракции) гельминтов с использованием расходных материалов и реактивов российского производства. В результате проведенных нами исследований был отработан протокол пробоподготовки и получен 41 масс-спектр.

The purpose of the research is to develop a method of sample preparation using reagents and materials of Russian production to study the protein profile of sanitary-significant helminths of commercial fish using the method of time-offlight mass spectrometry with laser desorption/ionization (MALDI-TOF).

Materials and methods

Materials and methods. 98 specimens of helminths from three fish species were selected for the study: adult cestodes Triaenophorus nodulosus from the intestines of a pike (Esox lucius), plerocercoids cestodes Diphyllobothrium ditremum from the wall of the stomach and intestines of European vendace (Coregonus albula), nematode larvae Eustrongylides excisus from muscle tissue and liver of Common perch (Perca fluviatilis). Ichthyological material was obtained using passive fishing gear (nets) in the period from January to August 2025 and delivered to the laboratory in frozen form. In the laboratory, fish were dissected and muscle tissue and internal organs were examined under binocular microscope Motic SMZ-171T. For species identification of parasites, the Identifier of Parasites of Freshwater Fish Fauna of the USSR Gusev (1985), Аvdeev (1987) was used. Photo documentation was performed using the microscope Zeiss AxioImager Z.1. Sample preparation (extraction) of helminths was carried out according to the patent N RU 2768162 C1 Method for preparing adult nematode specimens for identification using MALDI TOFF mass spectrometry method (2022). Mass spectrometry of helminths was performed on a mass spectrometer MALDI (Microflex, Bruker Germany).

Results and discussion

Results and discussion. Currently, in the Russian Federation, there is a need to develop, verify, and implement into practical activities of testing laboratories the working protocols of the MALDI-TOF MS method for diagnosing infections of fish used for food purposes, and to create a unified reference library of the spectra of helminth proteins found in Russia. Also, a standard operating protocol for diagnostic testing of helminths using time-of-flight mass spectrometry has not been developed. We conducted research to refine a method for sample preparation (extraction) of helminths using Russianmade consumables and reagents. As a result of our research, we developed a sample preparation protocol and obtained 41 mass spectra.

протеомный анализмасс-спектрометрияMALDI-TOF масс-спектрометрияпаразитыгельминтынематодыцестодыproteomic analysismass-spectrometryMALDI-TOF mass-spectrometryparasiteshelminthsnematodescestodesРабота по видовой идентификации паразитов выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания № FGUG-2025-0008 без привлечения дополнительных источников финансирования.ReferencesАвдеев В. В., Бауер О. Н., Быховская-Павловская И. Е., Вайнштейн Б. А., Висманис К. О., Гусев А. В., Дубинина М. Н., Кулакова А. П., Ломакин В. В., Ройтман В. А., Семенова М. К., Скрябина Е. С., Старобогатов Я. И., Трофименко В. Я., Эпштейн В. М. Определитель паразитов пресноводных рыб фауны СССР. В 3 т. Паразитические многоклеточные. Ч. 2. Т. 3. Л.: Наука, 1987. 583 с.Avdeev V. V., Bauer O. N., BykhovskayaPavlovskaya I. E., Vainstein B. A., Vismanis K. O., Gusev A. V., Dubinina M. N., Kulakova A. P., Lomakin V. V., Roitman V. A., Semenova M. K., Scryabina E. S., Starobogatov Ya. I., Trofimenko V. Ya., Epstein V. M. The Identifier of Parasites of Freshwater Fish Fauna of the USSR in 3 volumes. Parasitic multicellular organisms. Part 2. Vol. 3. Leningrad: Nauka, 1987; 583. (In Russ.)Алешукина А. В., Алешукина И. С., Ермакова Л. А., Нагорный С. А., Пшеничная Н. Ю., Криворотова Е. Ю. Способ подготовки проб материала для идентификации вида нематод методом MALDI TOFF Biotyper. Патент № RU 2703280 C1. Опубликовано: 16.10.2019. Бюл. № 29Aleshukina A. V., Aleshukina I. S., Ermakova L. A., Nagornyy S. A. Pshenichnaya N. Y., Krivorotova E. Y. Method for preparing material samples for identification of nematode species using MALDI TOFF Biotyper method. Patent № RU 2703280 C1. Published: 16.10.2019, Bulletin № 29.Асланова М. М., Ракитина Д. В., Мания Т. Р., Абрамов И. А., Сергиев В. П. MALDI-TOF масс-спектрометрический анализ возбудителей паразитарных болезней: современное состояние и перспективы // Гигиена и санитария. 2022. Т. 101. № 5. С. 583-588. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-5-583-588Aslanova M. M., Rakitina D. V., Maniya T. R., Abramov I. A., Sergiev V. P. MALDI-TOF mass spectrometric analysis for identification of parasitic disease causes: current status and prospects. Gigiena i Sanitariya = Hygiene and sanitation. 2022; 101 (5): 583-588. (In Russ.) https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-5-583-588Березинская И. С., Алешукина А. В., Нагорный С. А. Современный способ пробоподготовки для идентификации аскарид на базе массспектрометрии // «Проблемы эпидемиологии, микробиологии и гигиены»: материалы ХV Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Роспотребнадзора. Нижний Новгород, 2023. С. 241-244.Berezinskaya I. S., Aleshukina A. V., Nagornyy S. A. A modern method of sample preparation for the identification of ascarides based on mass spectrometry. «Problemy epidemiologii, mikrobiologii i gigiyeny»: materialy KHV Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov Rospotrebnadzora = «Problems of epidemiology, microbiology and hygiene»: materials of the XV All-Russian Scientific and Practical Conference of young scientists and specialists. Nijnii Novgorod, 2023; 241-244. (In Russ.)Видманова М. В., Лямин А. В., Казаков В. С., Исматуллин Д. Д. Способ подготовки половозрелых особей нематод для идентификации методом MALDI TOF масс-спектрометрии. Патент № RU 2768162 C1. Опубликовано: 23.03.2022 Бюл. № 9.Vidmanova М. V., Lyamin А. V., Kazakov V. S., Ismatullin D. D. Method for preparing adult nematode specimens for identification using MALDI TOFF mass spectrometry method. Patent № RU 2768162 C1 Published: 23.03.2022, Bulletin № 9.Гусев А. В., Дубинина М. Н., Пугачев О. Н., Райкова Е. В., Хотеновский И. А., Эргенс Р. Определитель паразитов пресноводных рыб фауны СССР. В 3 т. Паразитические многоклеточные, ч. 1. Т. 2. Л.: Наука, 1985. 425 с.Gusev A. V., Dubinina M. N., Pugachev O. N., Raikova E. V., Khotenovsky I. A., Ergens R. The Identifier of Parasites of Freshwater Fish Fauna of the USSR in 3 volumes. Parasitic multicellular organisms. Part 1. Vol. 2. Leningrad: Nauka, 1985; 425. (In Russ.)Нагорный С. А., Алешукина А. В., Алешукина И. С., Ермакова Л. А., Пшеничная Н. Ю. Перспектива применения протеомного анализа на основе MALDI-TOF MS для дифференциации нематод на примере изучения белковых профилей аскарид и дирофилярий // Паразитология. 2019. 53 (2). С. 136–44. https://doi.org/10.1134/S0031184719020054Nagornyy S. A., Aleshukina A. V., Aleshukina I. S., Ermakova L. A., Pshenichnaya N. Yu. Prospect of the use of proteomic analysis on the base of MALDI-TOF MS for differentiation of nematodes with an example of protein profiles of ascarides and dirofillarias. Parazitologiya = Parazitology. 2019; 53 (2): 136–144. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/S0031184719020054Нагорный С. А., Алешукина А. В., Алешукина И. С., Ермакова Л. А. Использование метода MALDI-TOF MS для видовой дифференциации нематод (на примере изучения белковых профилей аскаридат и дирофилярий) // «Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями»: сборник научных статей по материалам международной научной конференции. 2020. Вып. 21. С. 267–275. https://doi.org/10.31016/978-5-9902341-5-4.2020.21.267-275Nagornyy S. A., Aleshukina A. V., Aleshukina I. S., Ermakova L. A. Use of MALDI-TOF MS method for species differentiation of nematodes (by example of studying protein profiles of ascaride and dirofilaria). «Teoriya i praktika bor'by s parazitarnymi boleznyami»: sbornik nauchnykh statey po materialam mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii = "Theory and Practice of Combating Parasitic Diseases": a collection of scientific articles based on the materials of an international scientific conference. 2020; 21: 267–275. (In Russ.) https://doi.org/10.31016/978-5-9902341-5-4.2020.21.267-275Ahmad F., Gopal J., Wu H. Rapid and highly sensitive detection of single nematode via direct MALDI Mass Spectrometry. Talanta. 2012; 93: 182-185.Ahmad F., Gopal J., Wu H. Rapid and highly sensitive detection of single nematode via direct MALDI Mass Spectrometry. Talanta. 2012; 93: 182-185.Avila C. C., Almeida F. G., Palmisano G. Direct identification of trypanosomatids by matrix-assisted laser desorption ionization–time of flight mass spectrometry (DIT MALDI-TOF MS). Journal of Mass Spectrometry. 2016; 51 (8): 549-557.Avila C. C., Almeida F. G., Palmisano G. Direct identification of trypanosomatids by matrixassisted laser desorption ionization–time of flight mass spectrometry (DIT MALDI-TOF MS). Journal of Mass Spectrometry. 2016; 51 (8): 549-557.Calderaro A., Buttrini M., Montecchini S., Rossi S., Piccolo G., Arcangeletti M. C., Medici M. C., Chezzi C., De Conto F. MALDI-TOF MS as a new tool for the identification of Dientamoeba fragilis. Parasites & Vectors. 2018; 11: 11. https://doi.org/10.1186/s13071-017-2597-3Calderaro A., Buttrini M., Montecchini S., Rossi S., Piccolo G., Arcangeletti M. C., Medici M. C., Chezzi C., De Conto F. MALDI-TOF MS as a new tool for the identification of Dientamoeba fragilis. Parasites & Vectors. 2018; 11: 11. https://doi.org/10.1186/s13071-017-2597-3Huguenin A., Depaquit J., Villena I.; Ferté H. MALDI-TOF mass spectrometry: a new tool for rapid identification of cercariae (Trematoda, Digenea). Parasite. 2019; 26: 11-13. https://doi.org/10.1051/parasite/2019011Huguenin A., Depaquit J., Villena I.; Ferté H. MALDI-TOF mass spectrometry: a new tool for rapid identification of cercariae (Trematoda, Digenea). Parasite. 2019; 26: 11-13. https://doi.org/10.1051/parasite/2019011Karadjian G., Bilska-Zaja E., Bahn P., Py J.-S., Johne A., Gassilloud B., Róz˙ycki M., Cencek T., Mayer-Scholl A., Vallée I. Species identification of Trichinella originated from various host and different geographical location by MALDI-TOF. Experimental Parasitology. 2020; 213. 107890. https://doi.org/10.1016/j.exppara.2020.107890Karadjian G., Bilska-Zaja E., Bahn P., Py J.-S., Johne A., Gassilloud B., Róz˙ycki M., Cencek T., Mayer-Scholl A., Vallée I. Species identification of Trichinella originated from various host and different geographical location by MALDI-TOF. Experimental Parasitology. 2020; 213. 107890. https://doi.org/10.1016/j.exppara.2020.107890León I. R., Neves-Ferreira A. G. C., Valente R. H., Mota E. M., Lenzi H. L., Perales J. Improved protein identification efficiency by mass spectrometry using N-terminal chemical derivatization of peptides from Angiostrongylus costaricensis, a nematode with unknown genome. Journal of Mass Spectrometry. 2007; 42 (6): 781-792León I. R., Neves-Ferreira A. G. C., Valente R. H., Mota E. M., Lenzi H. L., Perales J. Improved protein identification efficiency by mass spectrometry using N-terminal chemical derivatization of peptides from Angiostrongylus costaricensis, a nematode with unknown genome. Journal of Mass Spectrometry. 2007; 42 (6): 781-792Marzano V., Pane S., Foglietta G., Levi Mortera S., Vernocchi P., Onetti Muda A., Putignani L. Mass spectrometry based-proteomic analysis of Anisakis spp.: a preliminary study towards a new diagnostic tool. Genes. 2020; 11. 693. https://doi.org/10.3390/genes11060693Marzano V., Pane S., Foglietta G., Levi Mortera S., Vernocchi P., Onetti Muda A., Putignani L. Mass spectrometry based-proteomic analysis of Anisakis spp.: a preliminary study towards a new diagnostic tool. Genes. 2020; 11. 693. https://doi.org/10.3390/genes11060693Rivero J., Zurita A., Cutillas C., Callejón R. The use of MALDI-TOF MS as a diagnostic tool for adult Trichuris species. Frontiers in Veterinary Sciense. 2022; 9. 867919. https://doi.org/10.3389/fvets.2022.867919Rivero J., Zurita A., Cutillas C., Callejón R. The use of MALDI-TOF MS as a diagnostic tool for adult Trichuris species. Frontiers in Veterinary Sciense. 2022; 9. 867919. https://doi.org/10.3389/fvets.2022.867919Sy I., Margardt L., Ngbede E. O., Adah M. I., Yusuf S. T., Keiser J., Rehner J., Utzinger J., Poppert S., Becker S. L. Identification of adult Fasciola spp. using matrix-assisted laser/desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry. Microorganisms. 2020; 9. 82. https://doi.org/10.3390/microorganisms9010082Sy I., Margardt L., Ngbede E. O., Adah M. I., Yusuf S. T., Keiser J., Rehner J., Utzinger J., Poppert S., Becker S. L. Identification of adult Fasciola spp. using matrix-assisted laser/desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry. Microorganisms. 2020; 9. 82. https://doi.org/10.3390/microorganisms9010082

The authors declare that there are no conflicts of interest present.