LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Plazmatická proteomika hraje zásadní roli při identifikaci proteinových biomarkerů pro diagnostiku, prognózu onemocnění a sledování odpovědi na terapie. Vzhledem k jednoduchému odběru a dostupnosti rozsáhlých biobank může tato metoda zkoumat velké soubory vzorků. Klíčovou výzvou je široký dynamický rozsah koncentrací proteinů, kdy převážná část signálu pochází z několika vysoce abundantních proteinů a maskuje nízkoodhadné proteiny s potenciálním klinickým významem.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem této studie bylo navrhnout vysoce propustný LC-MS/DIA workflow pro analýzu plazmatické proteomiky, které neztrácí hloubku pokrytí proteomu. Autoři porovnali čtyři základní přístupy k přípravě vzorku v kombinaci s novým Orbitrap Astral hmotnostním spektrometrem a využili label-free data-independent acquisition (DIA) metodiku.
Použitá metodika a instrumentace
V přípravě vzorků byly vyhodnoceny tyto postupy:
- Nezpracovaná plazma bez deplece – maximální propustnost, ale omezená citlivost na nízkoodhadné proteiny
- Imunodeplece 14 nejhojnějších proteinů – snížení dynamického rozsahu, nutnost automatizace a vyšší náklady
- Frakcionace – off-line dělení vzorku pro hlubší pokrytí, na úkor času přípravy a analýzy
- Nanopartiklové obohacení (Seer Proteograph Product Suite) – pět inženýrských nanopartikelů s odlišnými vlastnostmi pro široké spektrum proteinů, vyžaduje automatizaci
- UHPLC Thermo Scientific Vanquish Neo
- LC kolony: PepMap, PepMap Neo a µPAC Neo pro různé průměry a délky
- MS: Thermo Scientific Orbitrap Astral s ESI zdrojem a Astral detektorem
- Data processing: Proteome Discoverer 3.1 se algoritmem CHIMERYS
Hlavní výsledky a diskuse
Nezpracovaná plazma s krátkým gradientem (180 vzorků/den) identifikovala 643 skupin proteinů, dlouhý gradient (24 SPD) 1 137 skupin proteinů. Imunodeplečně upravená plazma dosáhla až 2 702 skupin proteinů při 18 SPD, což je zhruba dvojnásobek oproti nezpracované plazmě. Nanopartiklové obohacení Seer Proteograph přineslo nejvyšší hloubku pokrytí: analýza pěti frakcí umožnila identifikovat přes 6 300 proteinových skupin při 4 vzorcích/den nebo 3 104 skupin při 36 vzorcích/den; sloučení frakcí a nanoflow režim dosáhlo až 3 285 skupin při 60 SPD. Ve všech režimech Orbitrap Astral překonává dosud publikované výsledky v hloubce pokrytí a propustnosti.
Přínosy a praktické využití metody
Vyhodnocené workflow nabízí uživatelům možnost volby mezi extrémní průchodností pro rozsáhlé kohorty a hlubokým proteomickým pokrytím pro objev biomarkerů. Vysoká citlivost, rychlost skenování a přesná kvantifikace zvyšují statistickou sílu studií. Automatizovaná příprava vzorků minimalizuje variabilitu a umožňuje standardizaci procesů v klinických a výzkumných laboratořích.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další integrace automatizovaných platforem pro přípravu vzorků a rozvoj nanoflow technologických řešení pro zvýšení citlivosti. Kombinace s multi-omics přístupy a umělou inteligencí podpoří hlubší porozumění biologii onemocnění. Rozšíření analýz na velké biobanky umožní validaci nových biomarkerů a personalizovanou medicínu.
Závěr
Orbitrap Astral ve spojení s optimalizovanými workflowmi pro různé režimy přípravy plazmatických vzorků dosahuje špičkové hloubky proteomického pokrytí a vysoké průchodnosti. Uživatelská flexibilita mezi rychlostí a hloubkou analýzy podporuje efektivní biomarkerové studie a robustní kvantitativní výsledky.
Reference
- Mc Ardle A. et al. Clinical Chemistry 2022;68(3):450–460.
- Geyer E.P. et al. EMBO Mol Med 2021;13:e14167.
- Viode A. et al. Sci Adv 2023;9(13):eadf9717.
- Cao X. et al. J Proteome Res 2021;20(9):4610–4620.
- Ferdosi S. et al. PNAS 2022;119(11).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.