6. Česká lipidomická konference 2018 - Sborník příspěvků

Význam tématu

Analytická lipidomika představuje klíčový obor moderní bioanalytické chemie s širokým uplatněním ve výzkumu metabolismu, klinické diagnostice, farmakologii a potravinářství. Detailní charakterizace lipidových profilů buněk, tkání či biologických tekutin odhaluje biomarkery metabolických či zánětlivých onemocnění, umožňuje studovat mechanismy nemoci a navrhovat cílené terapeutické či výživové postupy.

Cíle a přehled konference

6. Českej lipidomická konference, konaná 14.–15. června 2018 v ÚOCHB AV ČR v Praze, setkala přední experty z oblasti biologie lipidů, hmotnostní spektrometrie, MALDI zobrazovací hmotnostní spektrometrie, nutriční lipidomiky a pokročilých metod datové analýzy. Cílem bylo představit novinky v instrumentaci, metodikách přípravy vzorků i analýzy dat a prohloubit vzájemnou spolupráci akademické sféry a průmyslu.

Použitá metodika a instrumentace

V příspěvcích byly představeny zejména tyto přístupy:

• MS lipidomika: shotgun protokoly vs. LC-MS metodiky s HILIC a RP separacemi, QTRAP, Orbitrap, tribridní systémy (Orbitrap-kvadrupól-iontová past).
• MALDI-MSI: framovací látky 1,5-diaminonaftalen pro zobrazovací analýzu lipidů v tkáni, Orbitrap-MALDI, optimalizace nanášení matric (sublimace, ImagePrep, iMatrixSpray).
• GCxGC-TOFMS a derivatizace deuterovanou vodou: studium biosyntézy MK ve tkáních.
• Microfluidické nanoliposome-generátory (NanoAssemblr): výroba cílených nosičů s analyzačními či terapeutickými funkcemi, charakterizace cryo-TEM, DLS, NTA, NMR, relaxometrie a ICP-OES.
• Imagingová technika: MALDI-MSI, LA-ICP-MSI, DW-MRI pro vícerozměrné in vivo a ex vivo vizualizace změn iontové distribuce či lipidových biomarkerů.
• Biochemické a biologické testy: buněčné modely neurodegenerativních onemocnění, hypoxicko-ischemické poškození nervové tkáně, atopic dermatitis modely, zánětlivé a imunitní odpovědi makrofágů, fibroblastů a endotelových buněk, měření arytmií u potkanů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Objev a detailní charakterizace nových lipidových tříd v biologických heslech: ω-(O-acyl)hydroxy MK a jejich esterů v vernix caseosa, 1-O-acylceramidy a 1,2-diol diestery. Metody derivatizace a HRMS šly nad rámec konvenčních přístupů.
• Identifikace nukleárních lipidových ostrovů (NLIs) složených především z PtdIns(4,5)P2, které podporují shlukování RNA Pol II transkripčních továren.
• Systémová lipidomika ve fetální kůži, plazmě a CSF: vysledovány změny v metabolismu cytrátového cyklu, purinových nukleotidů, argininu a glykolýzy u modelů tauopatií.
• Optimalizace MALDI-Orbitrap-MS lipidomických protokolů tělních tekutin pro časnou diagnostiku renálního karcinomu; vybrané lipidové signatury ve plasmatickém a močovém lipidomu rozdělily pacienty a zdravé.
• Vliv oxidativního stresu a Nrf2‐zprostředkované obranné dráhy na biosyntézu FAHFA lipidů (PAHSA) v adipose tkáni.
• Automatizace přípravy vzorků a implementace algoritmů AcquireX maximalizující lipidovou identifikaci na tribridních MS platformách.
• Biologické modely: inhibitory NMDAR s amido-steranovým motifem vykázaly lepší selektivitu než pregnanolone glutamate; nitro-oleová MK zabránila zánětlivé a fibrotické remodelaci cév; chladová adaptace potkanů zvýšila podíl n-3 PUFA v myokardu a snížila reperfúzní arytmie.
• Vývoj in vitro i ex vivo modelů kožní bariéry (porušení stripped skin, SLS, lipid extraction) pro testování lipidových formulací (lipozomy, ceramidové suspenze) obnovujících propustnost a mikrostrukturu SC.

Přínosy a praktické využití metody

• Vylepšené diagnostické protokoly časného záchytu renálních nádorů, neurodegenerativních a ischemických stavů pomocí MALDI-MSI a MRI.
• Cílené nanonosníky získané microfluidickým mícháním pro theranostiku (simultánní diagnostika a terapie) s lepší relaxivitou a stabilitou.
• Standardizační snahy v automatizované extrakci a HILIC-QTRAP lipidomice významné pro klinické aplikace a QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace multi-omics: kombinace lipidomiky s proteomikou, transcriptomikou a metabolomikou pro personalizovanou medicínu.
• Další rozvoj zobrazovacích technik: MALDI-MSI s vyšším prostorovým rozlišením, in vivo lipidové mapování pomocí nových MRI kontrastních látek.
• Automatizace a škálovatelnost: nasazení robotizovaných platforem pro vysokoprůchodové screeningové lipidomické studie.
• Vývoj nových derivatizačních reagentů pro lokalizaci dvojné vazby a rozlišení izomerů lipidů v reálném čase.
• Uplatnění nanoliposomálních systémů v cílené dopravě léčiv v dermatologii, onkologii a neurofarmakologii.

Závěr

6. česká lipidomická konference shrnula nejnovější poznatky v metodikách lipidomiky a v biologických aplikacích. Prezentované studie ukázaly, že kombinace pokročilých chromatografických a hmotnostně spektrometrických nástrojů, mikrofluidické výroby nanonosičů a moderních zobrazovacích technik významně posouvá hranice výzkumu lipidů. Kooperace akademických i průmyslových subjektů potvrdila potřebu standardizace workflow a automatizace pro klinické uplatnění lipidomických metod.

Reference

• Sborník příspěvků 6. České lipidomické konference 2018, ÚOCHB AV ČR, ISBN 978-80-86241-59-3