MALDI-MS Protein Profiling of Chemoresistance in Extracellular Vesicles of Cancer Cells

Význam tématu

Extracelulární vezikuly (EVs) jsou klíčovými nosiči molekulárních informací mezi buňkami a umožňují neinvazivní sledování biomarkerů chemoresistence u pacientů s nádorovými onemocněními. Analýza proteinového obsahu EVs pomocí MALDI-TOF-MS může významně zkrátit dobu detekce rezistence na cytotoxické léky a přispět k personalizované onkologické terapii.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit, zda je možné profilovat proteiny v EVs odváděných z kultivovaných buněk kolorektálního karcinomu s různou úrovní rezistence na 5-fluorouracil (5-FU). Projektem ve spolupráci s Lékařskou univerzitou ve Vídni bylo rychle a efektivně identifikovat vzorky EVs odpovídající různým hladinám chemoresistence jako model pro liquid biopsy.

Použitá metodika a instrumentace

Ultracentrifugace pro separaci EVs z buněčného supernatantu:

• 500 g: odstranění buněk
• 16 500 g: odstranění buněčného odpadu
• 120 000 g: sedimentace EVs

Analýza pomocí MALDI-8020 MALDI-TOF-MS:

• Matrix: CHCA
• Rozsah m/z: 2 000–25 000

Výpočetní zpracování a multivariační analýza:

• Software: eMSTAT Solution™ (Shimadzu)
• Metody: hierarchické shlukování, PLS-DA

Hlavní výsledky a diskuse

Zaznamenané hmotnostní spektra ukázala diferencované vzorce proteinů EVs odpovídající nezdrženlivým a 5-FU rezistentním subklonům. Rozsah m/z 2 000–7 000 poskytl nejvíce informací pro rozlišování skupin. PLS-DA skórovací graf jasně odděluje panenské buňky od tří úrovní rezistence na 5-FU (5 µM, 25 µM, 125 µM), přičemž rezistentní skupiny vykazují vzájemné podobnosti i odlišnosti.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou, citlivou a méně invazivní detekci biomarkerů chemoresistence. V kontextu kliniky lze tento přístup využít pro včasné zachycení rozvíjející se rezistence na chemoterapeutika a pro monitorování efektivity léčby prostřednictvím liquid biopsy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry dalšího rozvoje:

• Standardizace a validace workflow pro klinické nasazení
• Integrace s dalšími „omics“ technologiemi (proteomika, metabolomika)
• Automatizace přípravy vzorků a datové analýzy
• Využití umělé inteligence pro lepší identifikaci pertinentních biomarkerů

Závěr

Studie demonstruje schopnost MALDI-TOF-MS v kombinaci se softwarem eMSTAT Solution odhalit a rozlišit proteinové profily EVs od kolorektálního karcinomu s různou úrovní chemoresistence. Tato platforma představuje perspektivní nástroj pro neinvazivní diagnostiku a monitorování léčby nádorových onemocnění.

Reference

• Stübiger G. et al., MALDI-MS Protein Profiling of Chemoresistance in Extracellular Vesicles of Cancer Cells, Analytical Chemistry, 90, 13178–13182 (2018)