N Glycan profiling in plasma proteins of semi supercentenarians using sialic acid linkage specific derivatization and negative ion MALDI TOF MS

Význam tématu

Glykosylace plazmatických proteinů se významně mění s věkem a stavem zdraví. Analýza N-glykanů u dlouhověkých jedinců poskytuje cenné informace o fyziologických a zánětlivých procesech podílejících se na dlouhověkosti.

Cíle a přehled studie

Studie porovnává N-glykanové profily plazmy semi-supercentenariánů (≥ 105 let) s kontrolními skupinami ve věkových dekádách 70–90 let. Cílem bylo zjistit specifické změny v typech vazeb sialových kyselin (α2,3 vs. α2,6) pomocí derivatizace a negativní ionizační MALDI-TOF MS.

Použitá metodika a instrumentace

• Odběr plazmy: vzorky seskupeny do poolů po 4–5 jedincích, deplece albuminu a IgG
• Uvolnění N-glykanů: enzym PNGase F, purifikace hydrazidovými kuličkami (BlotGlyco®)
• Derivatizace: SialoCapper™-ID kit – stabilizace vazeb α2,6 alkylamidací a vazeb α2,3 aminolýzou
• Značení glykanů: 2AA (2-aminobenzoová kyselina)
• MALDI-TOF MS: Shimadzu MALDI-8030, super-DHB matrix, negativní ionizace
• Statistická analýza: multivariační metody (PLS-DA, score plot, loading plot)

Hlavní výsledky a diskuse

• Glykanové profily se významně lišily mezi generacemi; semi-supercentenariáni tvořili samostatnou skupinu.
• U SSCs byl zvýšen podíl N-glykanu s jednou α2,3 a dvěma α2,6 vázanými sialickými kyselinami.
• Tento specifický glykan může mít protizánětlivé účinky a přispívat k udržení homeostázy u dlouhověkých jedinců.
• Zvýšené hladiny zánětlivých markerů (CRP, TNF-α) u SSCs naznačují adaptivní reakci v glykoproteinové modifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita pro rozlišení vazeb sialových kyselin.
• Vhodné pro vysokopropustné studie glykomiky plazmy.
• Možné uplatnění v klinické diagnostice stárnutí, zánětlivých stavů a dlouhověkosti.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na další biologické vzorky (tkáně, sérum).
• Kombinace s glykoproteomickými a chromatografickými technikami pro komplexnější charakterizaci glykoform.
• Automatizace přípravy vzorků a výpočetních workflow pro zrychlení analýz.
• Identifikace glykanových biomarkerů pro individualizovanou medicínu a farmakogenomiku.

Závěr

Výsledky ukazují, že specifické modifikace N-glykanů, zejména zvýšení glykanů s kombinovanou α2,3 a α2,6 sialylací, souvisí s dlouhověkostí a protizánětlivými mechanismy. Použitá derivatizační a MALDI-TOF MS metoda nabízí robustní platformu pro další klinický i výzkumný rozvoj v oblasti glykomiky stárnutí.

Reference

• Miura a kol., PLoS ONE 2015, 10, e0142645
• Miura a kol., Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj. 2018, 1862, 1462–1471
• Nishikaze a kol., Anal. Chem. 2017, 89, 2353–2360