Discovering hidden depths: high-throughput proteomics study for enhanced biomarker discovery on Orbitrap Astral Mass Spectrometer

Postery | 2024 | Thermo Fisher Scientific | HUPOInstrumentace
LC/MS, LC/Orbitrap, LC/HRMS, LC/MS/MS
Zaměření
Proteomika
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Analýza proteomu plazmy je klíčová pro identifikaci biomarkerů v časné fázi onemocnění, protože kombinuje neinvazivní odběr vzorku s vysokou citlivostí hmotnostní spektrometrie, což umožňuje detekci i velmi nízkých hladin proteinů.

Cíle a přehled studie


Cílem bylo ověřit výkon workflow vysokoprůchodní (60 vzorků za den) a hluboké (16 vzorků za den) LC-MS analýzy plazmatických vzorků z mini kohorty pacientů s různými typy nádorů a etnicky a věkově odpovídajících kontrol. Posouzeny byly rozsah pokrytí proteomu, citlivost detekce a kvantitativní reprodukovatelnost.

Použitá metodika a instrumentace


  • Příprava vzorků: EasyPep Mini MS Kit pro neat plazmu a Proteograph XT nanopartiklové obohacení proteinových frakcí.
  • Chromatografie: Vanquish Neo UHPLC, 15cm kolona pro 60 SPD a 60cm IonOpticks TS UHPLC pro 16 SPD.
  • Hmotnostní spektrometr: Orbitrap Astral MS v úzkopásmovém DIA režimu.
  • Software: DIA-NN (v1.8.1) nebo Proteome Discoverer s CHIMERYS; následná analýza v Pythonu.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Nezatížené workflow (neat plazma) identifikovalo 1 162 proteinových skupin při 60 SPD a 2 516 při 16 SPD.
  • S obohacením pomocí Proteograph XT bylo dosaženo 5 531 proteinových skupin při 60 SPD a 8 049 při 16 SPD, tj. 3–4násobného nárůstu krytí proteomu.
  • Kvantitativní přesnost byla výborná (koeficient variability <10 %).
  • PCA analýza jasně odlišila vzorky pacientů od kontrol a objevené změny odpovídají známým onkologickým drahám.
  • Bylo detekováno 67,5 % až 72,8 % FDA schválených onkologických biomarkerů v režimu LFQ-DIA s přímým vyhledáváním.

Přínosy a praktické využití metody


  • Výrazně rozšířený proteomický rozsah umožňuje objevovat i nízkomolekulární biomarkery.
  • Průchodnost 60 SPD workflow je vhodná pro rozsáhlé populační a kohortní studie.
  • Reproducibilní kvantitativní data podporují statisticky podložené rozlišení zdravých a nemocných vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Další nanopartiklové technologie pro selektivní obohacení specifických proteinových frakcí.
  • Adaptace workflow na jiné biologické matricové typy (moč, CSF, tkáně) pro rozšíření klinické aplikace.
  • Implementace strojového učení a AI pro pokročilé prediktivní modelování na základě proteomických dat.

Závěr


Workflow na Orbitrap Astral MS představuje unikátní kombinaci vysoké průchodnosti, hloubky proteomického pokrytí a kvantitativní přesnosti, čímž výrazně posunuje možnosti objevování a validace biomarkerů ve splazmě pro klinický výzkum a populační studie.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Plasma proteomics: harnessing cutting-edge technologies for unprecedented depth and throughput
Uncovering biological differences at scale: high-throughput and in-depth plasma proteomics with the Seer Proteograph ONE workflow and Orbitrap Astral Zoom Mass Spectrometer
Unveiling hidden protein depths: a high-throughput plasma proteomics workflow for enhanced biomarker discovery
Unveiling hidden protein depths: a high-throughput plasma proteomics workflow for enhanced biomarker discovery on Orbitrap Astral MS