Integrating Ultra-High Speed MALDI-TOF and MALDI MRMS Imaging For Spatial Proteomics

Význam tématu

Technologie MALDI imaging umožňuje detekci a prostorové mapování endogenních proteinů a jejich modifikací přímo v tkáni, což je zásadní pro pochopení patofyziologie chorob a pro molekulární histologii.

Cíle a přehled studie

Studie prezentuje integraci ultra rychlého MALDI-TOF imagingu a vysokorozlišujícího MALDI MRMS imagingu k analýze proteinového profilu v plicní tkáni cystická fibróza a v clear cell ledvinném karcinomu. Cílem je zvýšit prostorové rozlišení, citlivost a molekulární specifiku.

Použitá metodika a instrumentace

• 10 µm cryosekce na ITO sklíčkách s DHA matrix nanesenou pomocí HTX TM Sprayer
• Ultra rychlý MALDI-TOF imaging na přístroji rapiFlex s 5 µm laserem a 30 µm roztečí pixelů, m/z 2000–20000
• Vysokorozlišující MALDI MRMS imaging na FTICR solariX 15 T s 50 µm laserem a 100 µm roztečí pixelů, m/z 1100–25000

Hlavní výsledky a diskuse

• V plicní tkáni CF detekce hemoglobinu rovnoměrně, lokalizace histonu H4 a S100A8 v dýchacích cestách, Defensin 1 ve zánětlivých oblastech, calcyclin pod mechanickým napětím
• V ledvinném karcinomu lokalizace hemoglobinu poblíž nádorové tkáně, kolokalizace modifikované histonu H4 s calyclinem
• Ultra rychlý MALDI-TOF poskytuje vysoké prostorové rozlišení, MRMS exceluje v molekulární specifičnosti a umožňuje rozlišení izotopů až do 20 kDa

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou a detailní molekulární charakterizaci tkání, usnadňuje studium molekulárních margin a může podpořit diagnostiku nádorových i zánětlivých onemocnění.

Budoucí trendy a možnosti využití

Identifikace nových proteoform, kombinace s dalšími zobrazovacími modalitami, aplikace v personalizované medicíně a kvalitativní kontrole biologických vzorků.

Závěr

Ultra rychlý MALDI-TOF imaging v kombinaci s vysokorozlišujícím MALDI MRMS imagingem představuje perspektivní přístup pro spatial proteomics a molekulární histologii s vysokou citlivostí, rozlišením a specifičností.

Reference

1. Spraggins JM et al J Am Soc Mass Spectrom 2015
2. OSullivan BP Freedman SD Lancet 2009
3. Rowe SM Miller Sorscher E N Engl J Med 2005
4. Siegel RL Miller KD Jemal A CA Cancer J Clin 2015
5. Oppenheimer SR Mi D Sanders ME Caprioli RM J Proteome Res 2010
6. Spraggins JM et al Proteomics 2016