Identification of proteins and lipids found in varying abundances in pre-and post-operative cancer patients using a MALDI-TOF-MSMS approach
Postery | 2021 | Shimadzu | ASMSInstrumentace
Proteiny a lipidy cirkulující v krvi, zejména v extracelulárních vezikulách (EV), představují cenné biomarkery pro časnou detekci a sledování nádorových onemocnění. Metody MALDI-TOF-MSMS umožňují rychlou a citlivou identifikaci molekul, které se liší mezi pacienty s kolorektálním karcinomem, zánětlivým onemocévem střev a zdravými jedinci.
Cílem studie bylo porovnat abundanci peptidů a lipidů v plazmě a EV-enriched frakcích u čtyř skupin: kolorektální karcinom před operací (CRC-Pre), po operaci (CRC-Post), pacienti s IBD a zdraví jedinci. Studie navazuje na předchozí práci zaměřenou na screening rezistence na fluorouracil.
Vzorky krve byly zpracovány sekvenční centrifugací (300g, 10 000g, 100 000g) k izolaci plazmatických EV i neobohacené plazmy. Proteiny byly extrahovány, podrobeny tryptické digestii přímo na MALDI-nanochipu, přidán matrix a analyzovány na MALDI-7090. Pro kvantitativní rozlišení skupin bylo využito multivariační statistiky (PLS-DA) v softwaru eMSTAT a významné píky byly vybrány k MSMS analýze.
EV-enriched vzorky vykazovaly výraznější oddělení skupin než neobohacené plazmové digesty. V neobohacených vzorcích byl konzistentně detekován albumin (m/z 1898.9990) potvrzený MSMS. V EV-frakcích se objevily peptidy alfa-1-antitrypsinu (m/z 1641.8674) a apolipoproteinu A1. Navíc byly v neobohacené plazmě identifikovány lipidy LPC(16:0), LPC(18:1) a LPC(18:0) pomocí vysokorychlostní CID fragmentace. Ultracentrifugace vedla ke snížení celkové intenzity píku, avšak zvýraznila relativní abundanci markerů díky odstranění vysoce hojných proteinů.
Metoda umožňuje rychlý profiling proteinů a lipidů v malém objemu plazmy bez rozsáhlé předúpravy, což je vhodné pro klinický screening nádorových biomarkerů. Použití nanochipu zkracuje dobu přípravy a zlepšuje reproducibilitu.
Automatizace on-chip digestie, integrace s klinickými workflow, rozšíření panelu biomarkerů na další typy onemocnění a využití pokročilých algoritmů strojového učení pro analýzu spekter nabídne širší aplikaci v diagnostice a monitoringu pacientů.
MALDI-TOF-MSMS s nanochipem prokázalo schopnost rozlišit onkologické a neonkologické vzorky na úrovni proteinů a lipidů. Identifikované biomarkery představují slibný základ pro rozvoj vysokopropustného klinického testu pro včasné stanovení stavu pacientů s kolorektálním karcinomem a zánětlivým onemocněním střev.
MALDI, LC/TOF, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Proteiny a lipidy cirkulující v krvi, zejména v extracelulárních vezikulách (EV), představují cenné biomarkery pro časnou detekci a sledování nádorových onemocnění. Metody MALDI-TOF-MSMS umožňují rychlou a citlivou identifikaci molekul, které se liší mezi pacienty s kolorektálním karcinomem, zánětlivým onemocévem střev a zdravými jedinci.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo porovnat abundanci peptidů a lipidů v plazmě a EV-enriched frakcích u čtyř skupin: kolorektální karcinom před operací (CRC-Pre), po operaci (CRC-Post), pacienti s IBD a zdraví jedinci. Studie navazuje na předchozí práci zaměřenou na screening rezistence na fluorouracil.
Použitá metodika
Vzorky krve byly zpracovány sekvenční centrifugací (300g, 10 000g, 100 000g) k izolaci plazmatických EV i neobohacené plazmy. Proteiny byly extrahovány, podrobeny tryptické digestii přímo na MALDI-nanochipu, přidán matrix a analyzovány na MALDI-7090. Pro kvantitativní rozlišení skupin bylo využito multivariační statistiky (PLS-DA) v softwaru eMSTAT a významné píky byly vybrány k MSMS analýze.
Použitá instrumentace
- Shimadzu MALDI-7090 reflectron TOF-TOF
- MALDI-nanochip slide pro on-chip digestii
- Software eMSTAT pro PLS-DA
- Lock mass procedura pro zajištění přesnosti m/z
Hlavní výsledky a diskuse
EV-enriched vzorky vykazovaly výraznější oddělení skupin než neobohacené plazmové digesty. V neobohacených vzorcích byl konzistentně detekován albumin (m/z 1898.9990) potvrzený MSMS. V EV-frakcích se objevily peptidy alfa-1-antitrypsinu (m/z 1641.8674) a apolipoproteinu A1. Navíc byly v neobohacené plazmě identifikovány lipidy LPC(16:0), LPC(18:1) a LPC(18:0) pomocí vysokorychlostní CID fragmentace. Ultracentrifugace vedla ke snížení celkové intenzity píku, avšak zvýraznila relativní abundanci markerů díky odstranění vysoce hojných proteinů.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlý profiling proteinů a lipidů v malém objemu plazmy bez rozsáhlé předúpravy, což je vhodné pro klinický screening nádorových biomarkerů. Použití nanochipu zkracuje dobu přípravy a zlepšuje reproducibilitu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Automatizace on-chip digestie, integrace s klinickými workflow, rozšíření panelu biomarkerů na další typy onemocnění a využití pokročilých algoritmů strojového učení pro analýzu spekter nabídne širší aplikaci v diagnostice a monitoringu pacientů.
Závěr
MALDI-TOF-MSMS s nanochipem prokázalo schopnost rozlišit onkologické a neonkologické vzorky na úrovni proteinů a lipidů. Identifikované biomarkery představují slibný základ pro rozvoj vysokopropustného klinického testu pro včasné stanovení stavu pacientů s kolorektálním karcinomem a zánětlivým onemocněním střev.
Reference
- Serafim V. et al. Classification of cancer cell lines using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry and statistical analysis. Int J Mol Med, 40, 1096-1104 (2017).
- Nairn M. et al. MALDI-nanochip based Screening of Exosomal Biomarkers: Application to Cancer Diagnostics. ASMS 2020, WP-031.
- Stübiger G. et al. MALDI-MS Protein Profiling of Chemoresistance in Extracellular Vesicles of Cancer Cells. Anal Chem, 90, 13178-13182 (2018).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
MALDI-nanochip based Screening of Exosomal Biomarkers: Application to Cancer Diagnostics
2020|Shimadzu|Postery
WP-031 MALDI-nanochip based Screening of Exosomal Biomarkers: Application to Cancer Diagnostics Michael D. Nairn1; Michael Wuczkowski2; Jesús Jiménez3; Iris Prinz4; Marco Rissoglio5; Emanuele Barborini5,6; Gerald Stübiger2, 7 1Shimadzu, Manchester, United Kingdom; 2Medical University of Vienna, Vienna, Austria; 3Clover Bioanalytical Software,…
Klíčová slova
nanochip, nanochipgroup, groupmaldi, maldivesicles, vesiclesproteins, proteinsmascot, mascotblood, bloodprofiling, profilingcancer, cancerextracellular, extracellularexosomal, exosomalspin, spinexosomes, exosomesprotein, proteinbiopsy
MALDI-MS Protein Profiling of Chemoresistance in Extracellular Vesicles of Cancer Cells
2019|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-TM-E067 Application News No. B97 MALDI-TOF Mass Spectrometry MALDI-MS Protein Profiling of Chemoresistance in Extracellular Vesicles of Cancer Cells Introduction Samples and Method As part of a collaboration with the Medical University of Vienna, this project aimed to make the…
Klíčová slova
chemoresistance, chemoresistancecancer, cancerspin, spincells, cellsevs, evsvesicles, vesiclesemstat, emstatmaldi, maldimedical, medicalcolon, colonextracellular, extracellularinvasive, invasivecell, cellserve, serveprotein
Konference CEEPC/IPM/CMSC 2022 - Sborník abstraktů
2022||Ostatní
16TH CENTRAL AND EASTERN EUROPEAN PROTEOMIC CONFERENCE 8TH INFORMAL PROTEOMIC MEETING 10TH CZECH MASS SPECTROMETRY CONFERENCE Prague, September 29 – October 1, 2022 BOOK OF ABSTRACTS Book of Abstracts from the 16th Central and Eastern European Proteomic Conference 8th Informal…
Klíčová slova
abstracts, abstractspresentation, presentationproteomic, proteomicconference, conferenceproteins, proteinsspectrometry, spectrometrymass, massczech, czechprotein, proteinceepc, ceepcazurin, azurinanalysis, analysiscell, cellramucirumab, ramucirumabsociety
Identification of Lipid Biomarkers of Human Inflammatory Bowel Disease Using Imaging Mass Spectrometry
2017|Shimadzu|Postery
PO-CON1759E Identification of Lipid Biomarkers of Human Inflammatory Bowel Disease Using Imaging Mass Spectrometry ASMS 2017 ThP-484 Ekta Patel1*, Simona Salivo1, Roberto Fernández2, Joan Bestard-Escalas3, Jone Garate2, Albert Maimó-Barceló3, Daniel H. López3, Sam Khorrami3,4, Daniel Ginard3,4, Gwendolyn Barceló-Coblijn3, and José…
Klíčová slova
bowel, bowelimaging, imagingdisease, diseaseinflammatory, inflammatorybiomarkers, biomarkerslipid, lipidrois, roislamina, laminapropria, propriaibd, ibdidentification, identificationhuman, humanspectrometry, spectrometrycrc, crcmass