A Fully Automated High-Throughput, Deep-Scale Quantitative Plasma Proteomics Workflow Enables Quantitively Profile More Than 1000 Proteins Per Sample

Význam tématu

Plazmatická proteomika poskytuje hluboký vhled do molekulárních procesů v lidském organismu a je klíčová pro objev nových biomarkerů a terapeutických cílů. Vysoce výkonná a robustní analýza plazmy z malého objemu vzorku umožňuje rozsáhlé studie kohort s vysokou statistickou silou.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vytvořit plně automatizovaný a vysoce propustný pracovní postup pro kvantitativní analýzu plazmatických proteinů z objemu 1 µL, který zvládne profilovat více než 1000 proteinů na vzorek s vynikající reprodukovatelností a kvalitou dat.

Použitá metodika a instrumentace

• Automatizace přípravy vzorků: použití snadno použitelných EasyPep™ 96 MS Sample Prep Kit a robotické platformy Hamilton.
• Chromatografie: Thermo Scientific™ Vanquish™ Neo UHPLC / Dionex U3000 s kolonnou Easy-Spray™ PepMap™ Neo (C18, různé délky a průměry) pro metody 15min a 120min gradient.
• Hmotnostní spektrometrie: Orbitrap Exploris 480 s rozhraním FAIMS Pro pro vysokou hloubku proteomu a selektivitu iontů.
• Datové zpracování: Proteome Discoverer 3.0 s uzly Minora Feature Detector, Feature Mapper, Precursor Ion Quantifier a INFERYS Rescoring pro label-free kvantifikaci a využití deep learningu pro zvýšení počtu identifikací.

Hlavní výsledky a diskuse

Kombinací automatizované přípravy, nízkoproudé UHPLC, FAIMS a pokročilých algoritmů pro vyhledávání proteinů se podařilo z 1 µL plazmy reproducibilně identifikovat více než 1000 proteinových skupin. 85 % z 1014 identifikovaných skupin vykázalo relativní odchylku (% CV) menší než 20 % při tripletních vstupech. Ze 82 FDA schválených biomarkerů bylo 66 reprodukovatelně kvantifikováno s CV < 20 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká propustnost (>15 vzorků/hod) a minimální objem plazmy (1 µL) pro rozsáhlé kohortní studie.
• Výjimečná robustnost a reprodukovatelnost díky automatizaci a robustní chromatografii.
• Hloubková proteomika umožňuje odhalit více než 80 klinicky relevantních biomarkerů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj integrace umělé inteligence v datovém zpracování, multiplexních kvantitativních metod (TMT a DIA), miniaturizace pro mikrofluidické platformy a širší klinická implementace pro personalizovanou medicínu.

Závěr

Navržený plně automatizovaný workflow kombinuje nejmodernější instrumentaci a softwarové nástroje, což umožňuje rychlou, robustní a hlubokou kvantitativní analýzu plazmatických proteinů z velmi malého objemu vzorku. Metoda výrazně posiluje statistickou sílu velkých humanitních studií a otevírá nové možnosti pro objev biomarkerů a klinickou validaci.