MALDI, MS Imaging, LC/MS, LC/Ultra-HRMS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceBruker
Význam tématu
Analýza N-glykanů pomocí MALDI FTMS imaging nabízí cenný pohled na složité glykosylační změny v nádorové tkáni.
N-glykanové modifikace proteinů ovlivňují strukturu a funkci proteinů a jsou klíčové pro procesy jako buněčná adheze, migrace či imunitní reakce.
Ve výzkumu rakoviny mohou specifické glykanové vzorce sloužit jako biomarkery pro diagnostiku, prognózu a cílené terapie.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem aplikace bylo demonstrovat workflow pro uvolnění, detekci a prostorové vyobrazení N-glykanů z formalin-fixovaných parafínem zabalených (FFPE) vzorků štítné žlázy s anaplastickým karcinomem.
Studie využívá solariX MALDI FTMS platformu pro dosažení vysoké citlivosti a rozlišení N-glykanového spektra přímo na tkáňových řezech.
Použitá metodika a instrumentace
Metodika:
- Deparafinace 5 µm FFPE řezu, antigen retrieval v 10 mM citraconanu (pH 3) při 60 °C.
- Enzymatické uvolnění N-glykanů nanesením rekombinantního PNGase F (0,1 µg/µl), inkubace při 37 °C pod vysokou vlhkostí po dobu 2 hodin.
- Aplikace matrice α-cyano-4-hydroxycinnamové kyseliny (7 mg/ml v 50 % acetonitrilu, 0,1 % TFA) pomocí robotického stříkače.
- 7 T solariX MALDI FTMS se zdrojem Smartbeam II laserem.
- TM-Sprayer™ pro uniformní nanášení enzymu a matrice.
- FlexImaging 4.1 pro tvorbu 2D map a vytvoření seznamu iontů.
- GlycoWorkbench 2.0 pro putativní identifikaci glykanů s tolerancí ±5 ppm.
- SCiLS Lab 2016b s algoritmem bisecting K-means pro segmentaci a statistickou analýzu.
Hlavní výsledky a diskuse
Ve shodě s cíli bylo detekováno více než 111 unikátních N-glykanových struktur (včetně vysokomannózových, hybridních, komplexních a sialylovaných forem) v rozsahu m/z 1 257–4 000.
Zachování sialových kyselin bylo umožněno díky vysokotlakému koliznímu chladicímu plynu, což vedlo k rovnoměrnému zaznamenání termolabilních glykanů.
Segmentace dat odhalila odlišné glykanové profily ve třech patologických oblastech tkáně: nontumor, anaplastické a nekrotické.
Příkladem jsou strukturální vzorce: vysokomannózový Man9 zvýšený v okolní netumorózní tkáni, biantennární glykan dominantní v nekrotických zónách a fukosylovaný tetrantennární glykan v progresivně malignějších oblastech.
Přínosy a praktické využití metody
Workflow umožňuje:
- Analýzu archivovaných klinických FFPE vzorků bez ztráty taxativních informací.
- Vysokou citlivost a rozlišení ve spektrálním okně vhodném pro komplexní glykany.
- Prostorovou lokalizaci glykosylačních změn přímo v tkáňovém kontextu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávané směry rozvoje:
- Rozšíření přístupu na další typy nádorů a patologických stavů.
- Integrace glykomických dat s proteomikou a genomikou pro hlubší molekulární charakterizaci.
- Automatizace a standardizace přípravných a datových postupů pro klinické nasazení.
Závěr
Vyvinuté MALDI FTMS imaging workflow na platformě solariX poskytuje robustní a vysoce citlivou metodu pro prostorové mapování N-glykanů v FFPE tkáních.
Metoda odhaluje heterogenitu glykosylace v mikroprostředí nádoru, což přináší nové možnosti pro biomarkerový výzkum a cílené terapie.
Reference
- Moremen KW, Tiemeyer M, Nairn AV. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2012;13:448–462.
- Stanley P, Schachter H, Taniguchi N. In: Varki A, et al., editors. Essentials of Glycobiology. Cold Spring Harbor Lab Press; 2009. Chapter 8.
- Varki A. Glycobiology. 2017;27(1):3–49.
- Pinho SS, Reis CA. Nature Reviews Cancer. 2015;15:540–555.
- Powers TW, Neely BA, Shao Y, Tang H, Troyer DA, et al. PLoS One. 2014;9:e106255.
- Drake RR, Powers TW, Jones EE, Bruner E, Mehta AS, Angel PM. Advances in Cancer Research. 2017;134:85–116.
- Gorzolka K, Walch A. Histology and Histopathology. 2014;29:1365–1376.
- Ceroni A, Maass K, Geyer H, Geyer R, Dell A, Haslam SM. Journal of Proteome Research. 2008;7:1650–1659.
- Lin R-Y. Nature Reviews Endocrinology. 2011;7:609–616.
- O’Connor PB, Mirgorodskaya E, Costello CE. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 2002;13:402–407.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.