Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap, LC/MS
ZaměřeníProteomika
VýrobceEvosep, Thermo Fisher Scientific
Význam tématu
Plazmatická proteomika umožňuje systematické zkoumání tisíců bílkovinných markerů v krvi, které odrážejí stav různých orgánů a onemocnění. Hloubkové a zároveň vysoce propustné metody jsou klíčové pro objevování a validaci biomarkerů v klinických studiích.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo vyvinout plně automatizované end-to-end workflow pro analýzu čisté plazmy (neat) a membránových částic (MagNet) na robotu Opentrons OT-2. Obě strategie mají zajistit vysokou citlivost, přesnost a propustnost až stovek vzorků za den.
Použitá metodika
- Neat workflow: 1 µl plazmy ředěné v jednorozměrném pufru s SDS, TCEP a CAA, Protein Aggregation Capture na hydroxy magnetických kuličkách, 4hodinová digesce LysC a Trypsinem, přímé navázání peptidů na Evotip.
- MagNet workflow: 4 µl plazmy smíchané se SAX kuličkami a pufrem, trojité navázání a praní, jednorozměrné alkylace a redukce, 4hodinová digesce, Evotip loading.
- Analýza: Evosep One 100 SPD metoda (EV1109 kolona, 40 °C) spojená s Orbitrap Astral MS, plné skeny 240 000, MS/MS DIA-NN v library-free režimu proti Uniprot human proteomu.
Použitá instrumentace
- Liquid handling robot Opentrons OT-2
- Evosep One (100 SPD metoda, EV1109 kolona)
- Orbitrap Astral mass spectrometr (Thermo Scientific)
- MagReSyn Hydroxyl a MagReSyn SAX magnetické kuličky (ReSyn Biosciences)
Hlavní výsledky a diskuse
- Neat workflow: ~1 500 proteinových skupin a >15 000 precursorů, 1 033 skupin konzistentně ve všech vzorcích.
- MagNet workflow: >5 000 proteinových skupin a ~45 000 precursorů.
- Vysoce reprodukovatelné výstupy s mediánovým CV<10 % na úrovni proteinů, technická variabilita LC-MS <4 %.
- Neat workflow pokrývá hlavně vysoce abundatní proteiny, MagNet workflow obohacuje subproteom membránových vakuol a exozomů.
- Bylo kvantifikováno 59 z 113 FDA schválených plazmatických biomarkerů (72 % s CV<20 %) a 96 z Top100 exozomálních markerů (82 % s CV<20 %).
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje plně automatizované, nákladově efektivní a udržitelné zpracování až 192 vzorků do 10 hodin s minimálním objemem plazmy (5 µl pro oba workflow). Umožňuje robustní rutinní měření velkých klinických kohort a podporuje multiplexní biomarkerové studie.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace dalších subproteomů, rozšíření do širokých klinických studií, kombinace s multi-omics přístupy a strojovým učením pro personalizovanou medicínu. Potenciál pro pan-cancer screening a rychlé zavedení validovaných panelů v rámci klinických laboratoří.
Závěr
Popsaná end-to-end automatizovaná pipeline na OT-2 s Evosep One a Orbitrap Astral MS nabízí hluboké a citlivé profilování plazmatického proteomu. Obě workflow dosahují vysoké přesnosti, krátkého času zpracování a minimální spotřeby materiálu, což otevírá cestu k další generaci proteomických biomarkerů a jejich klinické implementaci.
Reference
- Batth TS., Tollenaere M., Rüther P. et al. Protein Aggregation Capture on Microparticles Enables Multipurpose Proteomics Sample Preparation. Mol Cell Proteomics. 2019.
- Wu CC., Tsantilas KA., Park J. et al. Mag-Net: Rapid enrichment of membrane-bound particles enables high coverage quantitative analysis of the plasma proteome. BioRxiv. 2023.
- Tuck MK., Chan DW., Chia D. et al. Standard Operating Procedures for Serum and Plasma Collection: Early Detection Research Network Consensus Statement. J Proteome Res. 2010.
- Alvez MB., Edfors F., Feilitzen KV. et al. Next generation pan-cancer blood proteome profiling using proximity extension assay. Nat Commun. 2023.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.