A metabolomics study into infuenza virus infection by HRAM Q-TOF analysis

Postery | 2019 | ShimadzuInstrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Klinická analýza
Výrobce
Shimadzu

Význam tématu


Infekce virem chřipky A představuje významnou hrozbu pro zdraví lidí i hospodářských zvířat. Metabolomická analýza dokáže odhalit komplexní změny v biochemických drahách během virové infekce, což přispívá k porozumění patogeneze, vývoji nových léčivých přístupů a optimalizaci vakcinace.

Cíle a přehled studie / článku


Studie si kladla za cíl využít nepřesměrovanou metabolomickou analýzu ke sledování dynamiky metabolických změn v séru prasat infikovaných virem chřipky A v průběhu čtrnáctidenního časového intervalu. Klíčovým cílem bylo porovnat metabolické profily mezi časovými body odpovídajícími rané, adaptivní a reparativní fázi infekce.

Použitá metodika a instrumentace

  • Modelový organismus: prasata aklimatizovaná sedm dní před intranazální infekcí kmenem H1N1pdm09.
  • Odběry vzorků: krevní sérum před infekcí a v 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11 a 13 dnech po infekci; potvrzení infekce denním stěrem z nosu a po ukončení studie pitevním zhodnocením plic.
  • Příprava vzorku: extrakce metabolitů ze séra a zařazení kontrolních vzorků QC do analytické šarže.
  • Analytická platforma: HRAM Q-TOF LCMS-9030 Shimadzu; režim nepřesměrované analýzy s MS1 scany v rozsahu 100–1000 Da a 44 sekvenčními DIA MS/MS scany v rozsahu 75–1000 Da, cyklus < 1 sekundy, rozpětí kolizní energie 5–35 eV, exogenní kalibrace hmotnosti.
  • Software a zpracování dat: LabSolutions Insight – Explore, algoritmus FIND pro detekci komponent, sestavení tabulky sloučenin, automatická integrace špiček a ruční kontrola kvality výstupů; identifikace přes databázi METLIN a predikci sumárních vzorců.

Hlavní výsledky a diskuse

  • Všechny vzorky obsahovaly 716 spolehlivých iontových signálů získaných workflowem FIND a následnou manuální verifikací.
  • Identifikace klíčových metabolitů a lipidů, například lysophosphatidylcholin 18:2, byla potvrzena porovnáním experimentálních DIA MS/MS spekter s databází METLIN a interpretací charakteristických fragmentů.
  • Statistické a trendové analýzy ukázaly vysokou variabilitu mezi jednotlivými časovými skupinami a žádné významné odlišení metabolických profilů napříč dny po infekci.
  • Příklady sledovaných látek včetně sphingomyelinu d18:0/18:1 a kyseliny hippurové vykazovaly nepravidelné změny, které nebyly konzistentní napříč vzorky.

Přínosy a praktické využití metody

  • Robustní nepřesměrovaný LC–MS/MS protokol s krátkým cyklem (< 1 s) umožňuje zachytit komplexní metabolomické profily.
  • Workflow zahrnující vysoce přesnou detekci a identifikaci komponent je aplikovatelný na biologické studie zaměřené na virové infekce i další zánětlivé procesy.
  • Metoda poskytuje škálovatelnou platformu pro objev biomarkerů a hodnocení farmakodynamiky v preklinických modelech.

Budoucí trendy a možnosti využití

  • Integrace metabolomiky s proteomikou, lipidomikou a mikrobiální metagenomikou pro multidimenzionální pohled na virovou patogenezi.
  • Rozšíření počtu vzorků a inkluze různých kmenů viru či hostitelských druhů pro vyšší statistickou sílu a zobecnitelnost výsledků.
  • Využití pokročilých algoritmů strojového učení pro automatickou klasifikaci a predikci průběhu infekce.
  • Vývoj rychlých distribuovaných analytických přístrojů pro on-site monitoring metabolických změn.

Závěr


Nepřesměrovaná HRAM Q-TOF metabolomická analýza séra prasat infikovaných virem chřipky A odhalila komplexní, avšak vysoce variabilní metabolické profily bez jednoznačných trendů mezi časovými body. Navržené workflow je robustní a lze jej nasadit v dalších preklinických studiích zaměřených na biomarkerové objevy a hodnocení patofyziologických změn.

Reference

  1. Armitage E., Swann J., Bailey M., Wilson I.D., Loftus N.J. A metabolomics study into influenza virus infection by HRAM Q-TOF analysis. ASMS 2019, PO-CON1888E.
  2. Han X., Gross R.W. Structural and functional analysis of lysophosphatidylcholine isomers. J. Mass Spectrom. 1996.
  3. Cui L. et al. Metabolomic profiling of a murine model of influenza virus infection. PLoS One 2016.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Ethanol-induced metabolomic differences in mice using HRAM Q-TOF analysis
To gain new biological insights - Virus research solutions
To gain new biological insights - Virus research solutions
2022|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Automating component detection of small molecules in complex mixtures using HRAM Q-TOF data
Untargeted Metabolomics Analysis of Pancreatic Cancer Using LC/QTOF