MALDI, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceShimadzu
Význam tématu
Exozomy jsou malé nanočástice uvolňované buňkami a obsahují řadu proteinových markerů odrážejících stav buněk původu. Analýza proteomu exozomů má zásadní význam pro nekontaktní diagnostiku nádorových onemocnění („liquid biopsy“), protože umožňuje rychlé, minimálně invazivní sledování biomarkerů v krevním oběhu.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo srovnat proteomický profil exozomů izolovaných z plazmy čtyř skupin pacientů: pre- a postoperativní kolorektální karcinom (CRC), zánětlivé střevní onemocnění (IBD) a zdraví dárci. Hlavním úkolem bylo identifikovat diskriminační proteiny a ověřit výkonnost vysokovýkonného MALDI-nanochipového workflowu pro potenciální klinické použití.
Použitá metodika a instrumentace
Postup přípravy vzorků:
- Sběr krve a separace plazmy centrifugací.
- Izolace exozomů sekvenční ultracentrifugací (300 g, 10 000 g, 100 000 g).
- Extrahování proteinů organickým rozpouštědlem, vysušení ve vakuu a skladování při –80 °C.
- On-chip tryptická digestace přímo na MALDI-nanochipu Tethis; alternativně in-solution digestace a vyčištění pomocí C18-ZipTips.
- Nanesení matice (0,5 µL CHCA v ACN:2,5 % TFA) a akvizice hmotnostních spekter.
Hlavní přístroje:
- Shimadzu Axima Performance (lineární benchtop MALDI-TOF)
- Shimadzu MALDI-7090 (TOF/TOF, HE-CID) s FlexiMass-DS targetem
- Software Clover MS Data Analysis a eMSTAT pro statistiku
- Mascot pro identifikaci proteinů (SwissProt/UniProt)
Hlavní výsledky a diskuse
Porovnání spekter v rozsahu m/z 2 000–20 000 ukázalo jasné rozdíly nad m/z 8 000 po isolaci exozomů. Multivariační analýza (PLS-DA) umožnila rozdělení čtyř pacientských skupin. On-chip proces čištění na Tethis slide efektivně odstranil vysoce abundantní proteiny, což vedlo k zesílení signálu méně hojně zastoupených diskriminačních peptidů oproti ZipTip čistění. Mezi naměřenými prekurzory byl cíleně identifikován např. imunoglobulin α-řetězec (IGHA1), ale také další méně hojné proteiny, charakteristické pro jednotlivé skupiny.
Přínosy a praktické využití metody
Platforma MALDI-nanochip nabízí:
- Rychlou, vysoce propustnou analýzu proteomů exozomů přímo z plazmy.
- Možnost diskriminovat pacientské skupiny podle proteomického otisku.
- Snížení interference abundantních proteinů pro odhalení nových biomarkerů.
Metoda je vhodná pro klinické workflowy v onkologii a sledování odpovědi na terapii.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj technologie může směřovat k:
- Automatizaci izolace exozomů a on-chip digestace v jednom zařízení.
- Rozšíření databází biomarkerů pro různé typy nádorů.
- Integraci s dalšími MS metodami (nLC-MS/MS) pro hlubší proteomickou charakterizaci.
Závěr
Studie prokázala, že kombinace nanochipové MALDI-TOF analýzy a sofistikované statistické interpretace umožňuje spolehlivou detekci a identifikaci exozomálních proteinových markerů pro diagnostiku kolorektálního karcinomu a dalších patologií. Platforma představuje nadějný nástroj pro rychlé a neinvazivní klinické vyšetření.
Reference
- Serafim V. et al. Classification of cancer cell lines using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry and statistical analysis. International Journal of Molecular Medicine, 40, 1096–1104 (2017).
- Stübiger G. et al. MALDI-MS Protein Profiling of Chemoresistance in Extracellular Vesicles of Cancer Cells. Analytical Chemistry, 90, 13178–13182 (2018).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.