Development of an Analytical Tool Using Metabolic Maps Corresponding to 196 Eicosanoids and Related Fatty Acid Metabolites

Význam tématu

Analýza eikosanoidů a příbuzných mastných kyselin představuje klíčový nástroj pro pochopení zánětlivých procesů, systémové regulace lipidových mediatorů a vyhledávání biomarkerů. Rozšíření počtu sledovaných metabolitů zhruba na 196 cílů umožňuje komplexní mapování metabolických drah a identifikaci enzymových přeměn v biologických vzorcích.

Cíle a přehled studie

Studie přináší vývoj analytického nástroje založeného na metodickém balíčku LC/MS/MS Method Package Lipid Mediator Ver. 3, který umožňuje kvantifikovat 196 eikosanoidů a souvisejících mastných kyselin. Hlavním cílem bylo demonstrovat praktické využití mapy metabolitů pro lidskou plazmu a sérum a usnadnit interpretaci účasti specifických enzymů v přeměnách mastných kyselin.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci a kvantifikaci byly využity následující přístroje a podmínky:

• UHPLC systém Nexera X3 se stacionární fází Kinetex C8 (150 × 2,1 mm, 2,6 µm), kolona při 40 °C, mobilní fáze A (0,1 % HCOOH ve vodě) a B (acetonitril), průtok 0,4 mL/min, injekce 5 µL vzorku.
• Ultrafast triple quadrupolový hmotnostní spektrometr LCMS-8060 NX s ESI ionizací v pozitivním i negativním režimu, MRM, s optimalizovanými toky plynů a teplot.

Vzorky plazmy (EDTA, heparin) a séra byly preparovány vysrážením metanolem s vnitřními standardy, SPE extrakcí, zaschnutím a rekonstitucí v metanolu. Každý vzorek byl analyzován v triplikátu.

Hlavní výsledky a diskuse

Komplexní analýzou bylo v lidské plazmě detekováno 67 z 196 cílů (68 včetně TXB2 v séru) a v séru 44 cílů. Klíčové poznatky:

• Volné mastné kyseliny (AA, EPA, DHA) dosahovaly nejvyšších koncentrací v séru.
• LOX produkty (HETE) byly významně vyšší v plazmě, zejména 5-HETE v heparinové plazmě (~660 nmol/L).
• COX produkty (PGE2, PGD2) byly přítomny v plazmě bez signifikantních rozdílů mezi typy protisrážlivých činidel.
• CYP produkty (DHET, 20-karboxy-AA) nevykazovaly rozdíly mezi plazmou a sérem.

Metabolické mapy vizualizují kvantitativní profily a umožňují snadno přiřadit enzymové dráhy odpovědné za tvorbu jednotlivých metabolitů.

Přínosy a praktické využití metody

Nový analytický nástroj:

• Umožňuje rychlou a citlivou kvantifikaci téměř 200 lipidových mediatorů.
• Zkracuje dobu analýzy díky ultrafast MRM režimu (555 přechodů/s).
• Podporuje biomarker screening a farmakologický výzkum zánětu.

Pro uživatele se stává přehledným prostředkem pro identifikaci klíčových enzymů a intervenčních bodů v eikosanoidním metabolismu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Integrace multimodálních dat (metabolomika, proteomika) pro holistický pohled na zánět.
• Využití výpočetních modelů a strojového učení pro predikci metabolických stavů.
• Adaptace platformy na klinické studie a personalizovanou medicínu.

Závěr

Vyvinutý analytický nástroj založený na LCMS-8060 NX a mapě 196 lipidových metabolitů nabízí robustní řešení pro komplexní studie eikosanoidů. Demonstrace na lidské plazmě a séru potvrdila schopnost rychlé a spolehlivé kvantifikace, usnadnila interpretaci metabolických drah a poskytla podporu pro další biomarkerový výzkum.

Reference

1. Yamada M. et al., J. Chromatogr. B, 995, 74–84 (2015).