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
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, katalogovéodstranění, odstraněníproteoprep, proteoprepčíslo, čísloigg, iggtrypsinem, trypsinemalbuminu, albuminupryskyřice, pryskyřicephos, phosproteinu, proteinuprot, protprotilátkách, protilátkáchexprese
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, postupyvzniku, vznikuproteinů, proteinůaortální, aortálníchlopní, chlopnílaboratorní, laboratornípřístroje, přístroještěpení, štěpeníbyly, bylycardial, cardiallaminin, lamininsrdečních, srdečníchstenózy, stenózyperiostin, periostinpodílí
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
ELEKTROCHEMICKÉ STANOVENÍ TOXICKÉHO INDOXYL SULFÁTU V BIOLOGICKÉ MATRICI
2020|Thermo Fisher Scientific|Vědecké články
Chem. Listy 114, 674−679 (2020) Původní a metodické práce ELEKTROCHEMICKÉ STANOVENÍ TOXICKÉHO INDOXYL SULFÁTU V BIOLOGICKÉ MATRICI vinami vykazují vyšší hodnoty IS v krvi, obsahuje-li jejich strava více proteinů1–8. Mnohé studie poukazují na to, že vyšší koncentrace IS v krvi…
Klíčová slova
stanovení, stanoveníindoxyl, indoxylsulfátu, sulfátumoči, močibyla, bylametodické, metodicképůvodní, původníséra, séraséru, sérukreatininu, kreatininumetody, metodydialýze, dialýzepro, provalidace, validacekrevním