High throughput abundant protein depletion for plasma proteomics

Význam tématu

Plazma je bohatý zdroj molekulárních biomarkerů, nicméně vysoká dynamika koncentrací proteinů (albumin a IgG tvoří ~90 % plazmatického proteomu) komplikuje detekci nízce exprimovaných proteinů. Efektivní deplece nejhojnějších proteinů otevírá cestu k hlubší proteomice a přesnějšímu objevování biomarkerů v klinickém i výzkumném prostředí.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje vývoj a validaci 96-jamkového formátu pro vysokopropustnou depleci Top 14 nejhojnějších plazmatických proteinů pomocí speciálních protilátek. Hlavním cílem je porovnat výkon nového formátu s tradičními spin-kolónkami a s klasickou precipitací kyselinou, a demonstrovat jeho využitelnost na plazmě, séru a mozkomíšním moku (CSF).

Použitá metodika a instrumentace

• Depleční pryskyřice Thermo Scientific High-Select Top14 Abundant Protein Depletion Resin v 96-jamkovém formátu
• EasyPep 96 sample preparation kit pro rychlé zpracování vzorků
• UPLC systém Thermo Scientific Vanquish Neo s 50 cm C18 EASY-Spray PepMap Neo kolonkou
• Hmotnostní spektrometry Thermo Scientific Orbitrap Eclipse Tribrid, Orbitrap Exploris 480, Orbitrap Astral
• Software Proteome Discoverer 3.0/3.1 se SEQUEST HT a CHIMERYS vyhledávacími algoritmy

Hlavní výsledky a diskuse

• Depleční účinnost ≥ 90 % u Top 14 proteinů, s koeficientem variace CV < 5 %.
• 96-jamkový formát dosahuje srovnatelných identifikací (přes 1 200 proteinů, 12 000 peptidů) jako spin-kolónky.
• Metoda v porovnání s acidovou precipitací výrazně zvyšuje počet IDs (o ~50 %).
• Úspěšná aplikace i na CSF a sérum: zlepšení proteomického pokrytí o 37–39 %.
• Label-free kvantifikace na 32 plazmatických vzorcích (norma vs. karcinom plic) prokázala reprodukovatelnost (CV < 10 %) a výskyt známých biomarkerů (Mucin 5B, Cadherin-5, CD44).

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká propustnost: deplece až 96 vzorků současně během 7–8 hodin.
• Redukce pracovních kroků a hands-on času oproti vícestupňovým protokolům.
• Možnost analýzy různých biologických matric (plazma, sérum, CSF).
• Vysoká robustnost a konzistence výsledků v rámci větších kohort.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s plně automatizovanými robotickými platformami pro zpracování vzorků.
• Vývoj dalších deplečních sad pro specifické proteinové kategorie a post-translační modifikace.
• Rozšíření do klinických studií pro objevování nových biomarkerů a personalizovanou medicínu.
• Synergie s dalšími proteomickými přístupy, včetně metaproteomiky a multi-omics integrací.

Závěr

Nový 96-jamkový formát deplece Top 14 abondantních proteinů nabízí rychlý, spolehlivý a vysoce výkonný workflow pro LC-MS/MS proteomiku. Metoda umožňuje hlubší analýzu nízkoabundantních proteinů s vysokou reprodukovatelností a je použitelná na různorodé biologické vzorky.