LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific, Waters, Bruker
Význam tématu
Ve vyspělých zemích představuje aortální stenóza nejčastější operovanou srdeční vadu s náklady v řádu miliard dolarů ročně. Degenerativní kalcifikační procesy úzce souvisejí s tvorbou fosfátových usazenin v chlopenní tkáni, což vede k narušení normální hemodynamiky a postupnému selhání srdeční komory.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo objasnit proteomické složení fosfatovaných aortálních chlopní pacientů s aortální stenózou. Autoři aplikovali metodu peptidového mapování spojenou s moderními LC-MS/MS technologiemi na pevné nerozpustné vzorky chlopenní tkáně, aby identifikovali proteiny podílející se na procesu biomineralizace.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky dvaceti patologicky postižených chlopní byly expedovány z kardiologické kliniky a skladovány při –20 °C. Pro proteolytickou analýzu bylo porovnáno dva přístupy:
- Redukce disulfidických můstků (dithiotreitol), následná alkylace (jodacetamid) a štěpení trypsinem.
- Štěpení trypsinem bez předchozího ošetření.
Použitá instrumentace
- UPLC Acquity (Waters) s ESI-Q-TOF (Waters, UK)
- UHPLC Dionex Ultimate3000 RSLC nano s ESI-Q-TOF Maxis Impact (Bruker Daltonics, Germany)
- ZipTip C18 reverzní fáze (Millipore)
- Software PLGS 2.3, Mascot 2.2.04, Data Analysis 4.1
Hlavní výsledky a diskuse
Celkem bylo identifikováno až 200 proteinů, z nichž ~30 % představovaly nekonvenční faktory biomineralizace. Mezi nejčastěji nalezené patřily:
- Alkalická fosfatasa – klíčová v mineralizačních procesech
- Osteopontin – vazba na hydroxyapatit a regulace krystalizace
- Biglykan, mimekan a periostin – modulace extracelulární matrix a růst kostní hmoty
- Proteoglykan 4 – zprostředkování ukládání minerálů v pojivové tkáni
Přínosy a praktické využití metody
Metoda peptidového mapování na nerozpustných vzorcích:
- Nevyžaduje demineralizaci ani komplexní chemickou úpravu.
- Umožňuje identifikaci neznámých proteinů a rychlou proteomickou charakterizaci.
- Je efektivní alternativou k imunohistochemii či gelové elektroforéze.
Budoucí trendy a možnosti využití
Dalšími kroky jsou kvantifikace klíčových proteinů (např. SRM/MRM), validace biomarkerů pro časné odhalení kalcifikace a vývoj personalizované medikace. Metodu lze rozšířit na jiné formy patologických kalcifikací a kombinovat s imaging mass spectrometry pro prostorovou lokalizaci minerálů.
Závěr
Peptidové mapování spojené s LC-MS/MS prokázalo vysokou účinnost při analýze minerálů aortálních chlopní. Identifikované proteiny odhalují podobnosti s kostním metabolismem a poskytují nové cíle pro diagnostiku i léčbu aortální stenózy.
Reference
- Čerbák R. Interv. Akut. Kardiol. 4, 203 (2005).
- Šteiner I., Krbal L., Dominik J. Čes.-Slov. Patol. 46, 33 (2010).
- Rajamannan N. M. Expert Rev. Cardiovasc. Ther. 2, 845 (2004).
- Rosenhek R. et al. Circulation 110, 1291 (2004).
- Antonini Canterin F. et al. Ital. Heart J. 6, 119 (2005).
- Borer J. S. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 25, 476 (2005).
- Peltier M. et al. Arch. Mal. Coeur Vaiss. 97, 327 (2004).
- Fusaro M. et al. J. Endocrinol. Invest. 34, 317 (2011).
- Theuwissen E., Smit E., Vermeer C. Adv. Nutr. 3, 166 (2012).
- Brázda O. Medical Tribune 12, C7 (2008).
- Strunecká A., Patočka J., Limeback H. Klin. farmakol. a farmacie 19, 49 (2005).
- Strunecká A., Patočka J. In: Structure and Bonding. New Developments in Biological Aluminum Chemistry, vol.2, s.139, Springer-Verlag, Berlin (2003).
- Lehmann S. et al. Ann. Thorac. Surg. 88, 1476 (2009).
- Kadena J. et al. Cardiovasc. Pathol. 14, 80 (2005).
- Hynek R. et al. J. Surf. Anal. 17, 310 (2011).
- Hynek R. et al. Rapid Commun. Mass Spectrom. 18, 1896 (2004).
- Kuckova S. et al. Int. J. Mass Spectrom. 284, 42 (2009).
- Kučková Š. et al. J. Cultural Heritage 10, 244 (2009).
- Velčovská M. Bakalářská práce, VŠCHT Praha (2011).
- Zeman A. et al. GEOMED 2011, Bari, Italy, s.267.
- Biochemická cvičení, dostupné online http://biomikro.vscht.cz, staženo 2011.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.