Targeted Lipidomics of Oxylipins (Oxygenated Fatty Acids)

Význam tématu

Oxylipiny představují skupinu biologicky aktivních lipidů vznikajících oxygenací polynenasycených mastných kyselin. Tyto sloučeniny hrají klíčové role v regulaci zánětlivých procesů, cévní homeostázy, imunitních reakcí či hojení tkání. Nízké koncentrace v cirkulujícím plasma, krátká životnost a výskyt četných izomerů kladou značné nároky na analytické postupy. Vysoce citlivá a specifická metoda pro cílenou kvantifikaci více než sto oxylipinů je proto zásadní jak pro vědecký výzkum, tak pro klinické a nutriční studie či farmaceutický vývoj biomarkerů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout vysoce průchodný analytický workflow pro semi-kvantitativní profilování 107 oxylipinů v lidském plazma za použití kombinace mixed-mode SPE a UPLC-ESI-MRM metodiky. Autoři předkládají validované retence, MRM přechody i optimalizované podmínky pro extrakci a chromatografii, které umožňují separaci isomerů i citlivou detekci nízkoodstředěných lipidů.

Použitá metodika

Vzorek plazmy byl denaturován a doplněn butylhydroxytoluenem (BHT) a sadou 16 stabilně značených interních standardů. Po ředění vodným roztokem obsahujícím acetonitril proběhla extrakce na Oasis MAX SPE cartridgích. Eluát byl zkoncentrován a rekonstituován v MeOH/MeCN před UPLC injekcí. Chromatografie probíhala na ACQUITY UPLC BEH C18 kolonce (1,7 µm, 2,1×100 mm) gradientem vody/ocet. kyseliny a acetonitrilu/isopropanolu při 0,6 mL/min a teplotě 40 °C. Měření se uskutečnilo na Xevo TQ-S v negativním ESI-MRM režimu s optimalizací kuželového napětí i kolizní energie. Monitoring byl cílen v časových oknech pro maximalizaci citlivosti.

Použitá instrumentace

• UPLC systém: ACQUITY UPLC s BEH C18, 1,7 µm, 2,1×100 mm
• Hmotnostní spektrometr: Xevo TQ-S s ESI v negativním módu
• SPE: Waters Oasis MAX mixed-mode cartrdiges (30 mg)
• Software: TargetLynx Application Manager

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila separaci a detekci 107 oxylipinů v čase pod 10 min. Rozlišení izomerů (např. PGE2/PGD2) bylo dosaženo díky gradientní chromatografii a selektivním MRM přechodům. Kalibrační křivky pro většinu analyzovaných látek vykázaly linearitu R² > 0,99. Uplatnění časově řízeného monitoringu přechodů zvýšilo signal-šum poměr, což vedlo k reprodukovatelným retencím a citlivému stanovení i stopových komponent.

Přínosy a praktické využití metody

Navržený workflow poskytuje robustní platformu pro cílenou lipidomiku oxylipinů v klinických studiích i nutričních intervencích. Díky vysoké průchodnosti je vhodný pro rozsáhlé kohortní šetření, farmakokinetyku či screening biomarkerů zánětu a kardiovaskulárních onemocnění. Metoda může být adaptována i pro jiné biologické matice (tkáně, moči).

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k plné automatizaci přípravy vzorků, integraci do širších metabolomických platforem a kombinaci se špičkovými softwarovými nástroji pro datovou analýzu. Rozšíření panelu o nové mediátory a adaptace pro imunitní či nádorové biomarkery podpoří personalizovanou medicínu a nutraceutické studie.

Závěr

Popsaná SPE-UPLC-ESI-MRM metoda představuje univerzální, rychlý a citlivý přístup k cílené analýze více než sto oxylipinů v plazmě. Její široké uplatnění v základním i aplikovaném výzkumu přispěje k lepšímu pochopení rolí těchto lipidů ve zdraví i nemoci.

Reference

1. Lundstrom SL, Saluja R, Adner M, Haeggstrom JZ, Nilsson GP, Wheelock CE. Lipid mediator metabolic profiling demonstrates differences in eicosanoid patterns in two phenotypically distinct mast cell populations. J Lipid Res. 2012 Oct 3. [Epub ahead of print].
2. Strassburg K, Huijbrechts AM, Kortekaas KA, Lindeman JH, Pedersen TL, Dane A, Berger R, Brenkman A, Hankemeier T, van Duynhoven J, Kalkhoven E, Newman JW, Vreeken RJ. Quantitative profiling of oxylipins through comprehensive LC-MS/MS analysis: application in cardiac surgery. Anal Bioanal Chem. 2012 Sep;404(5):1413–26.
3. Sterz K, Scherer G, Ecker J. A simple and robust UPLC-SRM/MS method to quantify urinary eicosanoids. J Lipid Res. 2012 May;53(5):1026–36.
4. Nicolaou A, Masoodi M, Mir A. Lipidomic analysis of prostanoids by liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry. Methods Mol Biol. 2009;579:271–86.
5. Astarita G, Kendall AC, Dennis EA, Nicolaou A. Targeted lipidomics strategies for oxygenated metabolites of polyunsaturated fatty acids. Biochim Biophys Acta. 2014 Dec 5. pii: S1388-1981(14)00251-0.