PROTEOMICKÁ ANALÝZA VZORKŮ KONDENZÁTU VYDECHOVANÉHO VZDUCHU PROKÁZALA VYSOKOU REPRODUKOVATELNOST HMOTNOSTNĚ SPEKTROMETRICKÝCH MĚŘENÍ
Vědecké články | 2020 | Chemické listyInstrumentace
Odhalování biomarkerů v kondenzátu vydechovaného vzduchu představuje neinvazivní způsob sledování patologických procesů v plicích. EBC obsahuje vzácně koncentrované proteiny, které mohou indikovat časný zánět, imunitní reakce či nádorové onemocnění. Mass spectrometrie s vysokým rozlišením umožňuje citlivou detekci těchto biomolekul navzdory nízké koncentraci a složité matrici EBC.
Cílem studie bylo
Vzorky byly odebrány přístrojem TurboDECCS (Medivac, Itálie) od dvou dětí (8, 11 let) a jejich otce (45 let) ve třech časových bodech. Proteiny byly lyofilizovány ve SpeedVac (Thermo Fisher Scientific), rozpuštěny v TEZ pufru a podrobeny redukci DTT, alkylaci, tryptické digesci (Promega) a purifikaci peptidů na C18 Stage tipech. Peptidy byly separovány na nanoUHPLC Dionex UltiMate 3000 RSLC a analyzovány na Orbitrap Fusion (Thermo Fisher Scientific) s nanoESI, gradientem 2–35 % acetonitrilu (95 min), master scanem v Orbitrapu (120 000), CID fragmentací a detekcí v iontové pasti.
Ve 27 technických replikátech z 9 biologických vzorků bylo identifikováno 2797 unikátních proteinů a kvantifikováno 2263 proteinů na základě 4189 peptidů. Průměrně se v jednom technickém měření detekovalo 1056 ± 354 proteinů, při konsolidaci dat stouplo číslo na 1198 ± 454 proteinů. Ve vzorcích otce bylo identifikováno 1603 ± 607 proteinů, v případě dcer 996 ± 140 proteinů, přičemž hlavními nalezenými molekulami byly keratiny a proteiny imunitního původu. Funkční analýza prokázala významné zastoupení procesů spojených s korifikací, diferenciací epitelu a imunitní odpovědí.
Metoda nabízí
Očekává se integrace vysokorozlišovací MS s kvantitativními přístupy (SILAC, TMT), single particle EBC analýzou a multi-omics. Vývoj miniaturizovaných odběrových zařízení, automatizovaných příprav vzorků a pokročilé bioinformatiky umožní rutinní diagnostiku astmatu, CHOPN a časnou detekci plicního karcinomu.
Vyvinutá metodika hmotnostně spektrometrické analýzy EBC prokázala vysokou citlivost a reprodukovatelnost s odchylkami technických replikátů <10 % od průměru. Metoda umožňuje spolehlivou detekci stovek proteinů i z nízkokoncentrovaného vzorku a otevírá cestu k neinvazivnímu sledování plicních onemocnění.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika, Klinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Odhalování biomarkerů v kondenzátu vydechovaného vzduchu představuje neinvazivní způsob sledování patologických procesů v plicích. EBC obsahuje vzácně koncentrované proteiny, které mohou indikovat časný zánět, imunitní reakce či nádorové onemocnění. Mass spectrometrie s vysokým rozlišením umožňuje citlivou detekci těchto biomolekul navzdory nízké koncentraci a složité matrici EBC.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo
- vyvinout a ověřit metodu koncentrace a analýzy proteomického profilu EBC,
- zhodnotit reprodukovatelnost mezi technickými a biologickými replikáty,
- porovnat proteomické profily individuálních vzorků od zdravých jedinců.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky byly odebrány přístrojem TurboDECCS (Medivac, Itálie) od dvou dětí (8, 11 let) a jejich otce (45 let) ve třech časových bodech. Proteiny byly lyofilizovány ve SpeedVac (Thermo Fisher Scientific), rozpuštěny v TEZ pufru a podrobeny redukci DTT, alkylaci, tryptické digesci (Promega) a purifikaci peptidů na C18 Stage tipech. Peptidy byly separovány na nanoUHPLC Dionex UltiMate 3000 RSLC a analyzovány na Orbitrap Fusion (Thermo Fisher Scientific) s nanoESI, gradientem 2–35 % acetonitrilu (95 min), master scanem v Orbitrapu (120 000), CID fragmentací a detekcí v iontové pasti.
Hlavní výsledky a diskuse
Ve 27 technických replikátech z 9 biologických vzorků bylo identifikováno 2797 unikátních proteinů a kvantifikováno 2263 proteinů na základě 4189 peptidů. Průměrně se v jednom technickém měření detekovalo 1056 ± 354 proteinů, při konsolidaci dat stouplo číslo na 1198 ± 454 proteinů. Ve vzorcích otce bylo identifikováno 1603 ± 607 proteinů, v případě dcer 996 ± 140 proteinů, přičemž hlavními nalezenými molekulami byly keratiny a proteiny imunitního původu. Funkční analýza prokázala významné zastoupení procesů spojených s korifikací, diferenciací epitelu a imunitní odpovědí.
Přínosy a praktické využití
Metoda nabízí
- citlivou a reprodukovatelnou platformu pro profilování EBC proteomu u jednotlivců,
- detekci stovek proteinů z malého objemu vzorku (1–3 mL),
- možnost identifikace potenciálních biomarkerů plicních onemocnění,
- vhodnost pro longitudinální i populační studie.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se integrace vysokorozlišovací MS s kvantitativními přístupy (SILAC, TMT), single particle EBC analýzou a multi-omics. Vývoj miniaturizovaných odběrových zařízení, automatizovaných příprav vzorků a pokročilé bioinformatiky umožní rutinní diagnostiku astmatu, CHOPN a časnou detekci plicního karcinomu.
Závěr
Vyvinutá metodika hmotnostně spektrometrické analýzy EBC prokázala vysokou citlivost a reprodukovatelnost s odchylkami technických replikátů <10 % od průměru. Metoda umožňuje spolehlivou detekci stovek proteinů i z nízkokoncentrovaného vzorku a otevírá cestu k neinvazivnímu sledování plicních onemocnění.
Reference
- Horváth I. et al.: Eur. Respir. J. 26, 523 (2005)
- Rosias P. P. et al.: Pediatr. Allergy Immunol. 21, e235 (2010)
- Konstantinidi E. M. et al.: Sci. World J. 2015, 435160
- Mutlu G. M. et al.: Am. J. Respir. Crit. Care Med. 164, 731 (2001)
- Griese M., von Bredow C.: Proteomics 2, 690 (2002)
- Shahid S. K. et al.: Am. J. Respir. Crit. Care Med. 165, 1290 (2002)
- Leung T. F. et al.: Int. Arch. Allergy Immunol. 137, 66 (2005)
- Gianazza E. et al.: Am. J. Med. 117, 51 (2004)
- Gessner C. et al.: Respir. Med. 102, 299 (2008)
- Fumagalli M. et al.: J. Proteomics 71, 211 (2008)
- Bloemen K. et al.: Proteomics Clin. Appl. 3, 498 (2009)
- Kurova V. S. et al.: Clin. Chem. Lab. Med. 47, 706 (2009)
- Núñez-Naveira L. et al.: Lung 197, 523 (2019)
- Muccilli V. et al.: J. Pharm. Biomed. Anal. 105, 134 (2015)
- Lacombe M. et al.: J. Breath Res. 12, 021001 (2018)
- Kononikhin A. S. et al.: J. Chromatogr. B 1047, 97 (2017)
- Fedorchenko K. U. et al.: Mosc. Univ. Chem. Bull. 71, 134 (2016)
- López-Sánchez L. M. et al.: Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 313, L664 (2017)
- Sun C. et al.: J. Proteomics 206, 103392 (2019)
- Rappsilber J., Ishihama Y., Mann M.: Anal. Chem. 75, 663 (2003)
- R-project.org (staženo 20. 12. 2018)
- Bredberg A. et al.: Clin. Chem. 58, 431 (2012)
- Fumagalli M. et al.: Int. J. Mol. Sci. 13, 13894 (2012)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
BIOMINERALIZACE SRDEČNÍCH CHLOPNÍ
2013|Thermo Fisher Scientific|Vědecké články
Chem. Listy 107, 5457(2013) Laboratorní přístroje a postupy LABORATORNÍ PŘÍSTROJE A POSTUPY zaci srdečních chlopní podílí nadměrný přísun fluoru a fluoridů. Nejčastěji se fluor a jeho sloučeniny dostávají do lidského organismu konzumací léků obsahujících fluor a také z okolního prostředí,…
Klíčová slova
postupy, postupyproteinů, proteinůvzniku, vznikuaortální, aortálníchlopní, chlopnílaboratorní, laboratornípřístroje, přístroještěpení, štěpeníbyly, bylycardial, cardiallaminin, lamininsrdečních, srdečníchstenózy, stenózyperiostin, periostinpodílí
INTEGROVANÁ ŘEŠENÍ PRO PROTEOMICKÉ PRACOVNÍ POSTUPY - SIGMA-ALDRICH
2005|Merck|Vědecké články
Chem. Listy 99, 906 − 914 (2005) Referáty INTEGROVANÁ ŘEŠENÍ PRO PROTEOMICKÉ PRACOVNÍ POSTUPY – SIGMA-ALDRICH KLAUS HERICK 1. Úvod SIGMA-ALDRICH Chemie GmbH, Eschenstr. 5, D-82024 Taufkirchen, Německo [email protected] Proteomické analýzy zahrnují mnoho stupňů od izolace buněčných komponent, přes elektroforetickou…
Klíčová slova
referáty, referátypro, prokatalogové, katalogovéproteoprep, proteoprepodstranění, odstraněníčíslo, čísloigg, iggpryskyřice, pryskyřicetrypsinem, trypsinemalbuminu, albuminuphos, phosproteinu, proteinuprot, protprotilátkách, protilátkáchexprese
CHEMILUMINISCENČNÍ A FOTOMETRICKÁ ANALÝZA MATRIX GLA PROTEINU U PACIENTŮ S ONEMOCNĚNÍM POHYBOVÉHO APARÁTU
2023|Agilent Technologies|Vědecké články
Původní a metodické práce www.chemicke-listy.cz CHEMILUMINISCENČNÍ A FOTOMETRICKÁ ANALÝZA MATRIX GLA PROTEINU U PACIENTŮ S ONEMOCNĚNÍM POHYBOVÉHO APARÁTU Miloš Barnaa,b, Jana Čepováa, Kateřina Dunovskáa, Jakub Petrusa, Pavel Melicherčíkb, Richard Průšaa, René Kizeka a Eva Klapkováa a Ústav lékařské chemie a…
Klíčová slova
mgp, mgppacientů, pacientůanalýza, analýzapohybového, pohybovéhostanovení, stanovenípro, prokalcifikace, kalcifikaceaparátu, aparátuvzorků, vzorkůelisa, elisagla, glabyly, bylybyla, bylacelkového, celkovéhodefosforylovaný
CHARAKTERIZACE PROTEOMU BAKTERIOFÁGA 812
2005|Bruker|Vědecké články
Chem. Listy 99, 962 − 966 (2005) Laboratorní přístroje a postupy základ pro porovnání standardního typu fága 812 s jeho mutanty a příbuznými fágy na úrovni proteinového komplementu genomu. K analýze proteinů fága 812 je použito jak kombinace jednorozměrné gelové…
Klíčová slova
byl, bylfága, fágafágů, fágůsekvence, sekvencelaboratorní, laboratornítof, tofpostupy, postupypřístroje, přístrojeproteinů, proteinůpokrytí, pokrytíbyla, bylaproteiny, proteinypeptidovým, peptidovýmprovedena, provedenamaldi