Intact-Cell Mass Spectrometry for Monitoring of Stem Cells Cultures
Aplikace | 2021 | ShimadzuInstrumentace
Řízené pěstování lidských kmenových buněk je klíčové pro buněčnou terapii, farmaceutický výzkum i bioindustriální aplikace. Dlouhodobá kultivace embryonálních kmenových buněk (hESC) však může vést k genetickým či fenotypovým odchylkám, které zůstávají neodhaleny běžnou morfologickou či molekulární kontrolou. Ultrarapidní a neinvazivní metody založené na hmotnostní spektrometrii umožňují včas identifikovat skryté a potenciálně škodlivé změny v populacích buněk.
Cílem prezentovaného příspěvku je ukázat aplikační potenciál stolního MALDI-TOF hmotnostního spektrometru MALDI-8020 ve spojení se statistickým softwarem eMSTAT Solution pro kontrolu kvality a sledování buněčných kultur hESC. Studie se zaměřuje na:
Pro analýzu intact-cell MALDI-TOF MS byly buňky sklizeny, promyty izotonickým pufrem kompatibilním s MS, smíchány s matricí na bázi sinapové kyseliny s kyselinou trifluoroctovou a naneseny na cílovou destičku. Skenovací mikro-snímky (SEM) potvrdily neporušenost buněk po nanesení. Spektra ve hmotnostním rozsahu 2–10 kDa (peptidom a malý proteom) byla zaznamenána na MALDI-8020. Následné vícerozměrné statistické a klasifikační analýzy proběhly v prostředí eMSTAT Solution.
Analýza spektrálních otisků odhalila následující klíčové poznatky:
Metoda intact-cell MALDI-TOF MS nabízí následující výhody:
Očekávané směry dalšího rozvoje:
Použití bench-top MALDI-8020 ve spojení s pokročilou statistickou analýzou poskytuje rychlý, objektivní a citlivý nástroj pro kontrolu kvality dlouhodobých kmenových kultur a diferencičních protokolů. Metoda umožňuje detekovat molekulární změny dříve, než se projeví v morfologii či funkci buněk, čímž výrazně zvyšuje bezpečnost a efektivitu výzkumu i produkce kmenových buněk.
MALDI, LC/TOF, LC/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Řízené pěstování lidských kmenových buněk je klíčové pro buněčnou terapii, farmaceutický výzkum i bioindustriální aplikace. Dlouhodobá kultivace embryonálních kmenových buněk (hESC) však může vést k genetickým či fenotypovým odchylkám, které zůstávají neodhaleny běžnou morfologickou či molekulární kontrolou. Ultrarapidní a neinvazivní metody založené na hmotnostní spektrometrii umožňují včas identifikovat skryté a potenciálně škodlivé změny v populacích buněk.
Cíle a přehled studie
Cílem prezentovaného příspěvku je ukázat aplikační potenciál stolního MALDI-TOF hmotnostního spektrometru MALDI-8020 ve spojení se statistickým softwarem eMSTAT Solution pro kontrolu kvality a sledování buněčných kultur hESC. Studie se zaměřuje na:
- Detekci molekulárních změn v dlouhodobě passaged hESC.
- Monitorování diferenciace hESC do časných progenitorů plicních buněk (ELEPs).
- Hodnocení schopnosti metodiky rozlišit normální, aberrantní a odlišné buněčné populace.
Použitá metodika
Pro analýzu intact-cell MALDI-TOF MS byly buňky sklizeny, promyty izotonickým pufrem kompatibilním s MS, smíchány s matricí na bázi sinapové kyseliny s kyselinou trifluoroctovou a naneseny na cílovou destičku. Skenovací mikro-snímky (SEM) potvrdily neporušenost buněk po nanesení. Spektra ve hmotnostním rozsahu 2–10 kDa (peptidom a malý proteom) byla zaznamenána na MALDI-8020. Následné vícerozměrné statistické a klasifikační analýzy proběhly v prostředí eMSTAT Solution.
Použitá instrumentace
- MALDI-TOF hmotnostní spektrometr MALDI-8020 (Shimadzu).
- Skenovací elektronový mikroskop pro ověření integrity buněčných vzorků.
- Statistický software eMSTAT Solution pro klasifikaci spektrálních dat.
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza spektrálních otisků odhalila následující klíčové poznatky:
- Morfiologicky identické hESC po vysokém počtu pasáží vykazují odlišné molekulární profily, které se dají odhalit clusterovou analýzou.
- Rozlišení vzorků krátkodobých a dlouhodobých kultur pomocí statistické klasifikace naznačuje vznik skrytých genetických či metabolických odchylek.
- Při diferenciaci do ELEP buněk byly spektrální profily rozčleněny do jasných skupin odpovídajících jednotlivým dnům procesu (D1–D10) až po finální ELEP populaci, přičemž negativní kontrolu tvořila plicní karcinomová linka A549.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda intact-cell MALDI-TOF MS nabízí následující výhody:
- Rychlé a neinvazivní zpracování vzorků bez nutnosti lyze či frakcionace.
- Univerzální přístup k detekci malých proteinů a peptidů přímo z buněk.
- Včasná identifikace skrytých abnormalit, což zvyšuje bezpečnost buněčných přípravků pro klinické či průmyslové využití.
- Snadná integrace do laboratorních workflow díky využití bench-top přístroje a automatizovaných analýz.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávané směry dalšího rozvoje:
- Rozšíření aplikace na další typy kmenových a diferenciovaných buněk.
- Implementace umělé inteligence a pokročilých strojových algoritmů pro automatickou detekci anomálií.
- Standardizace protokolů pro regulační schvalování buněčných terapií.
- Integrace s dalšími omickými metodami pro komplexní profilování buněk.
Závěr
Použití bench-top MALDI-8020 ve spojení s pokročilou statistickou analýzou poskytuje rychlý, objektivní a citlivý nástroj pro kontrolu kvality dlouhodobých kmenových kultur a diferencičních protokolů. Metoda umožňuje detekovat molekulární změny dříve, než se projeví v morfologii či funkci buněk, čímž výrazně zvyšuje bezpečnost a efektivitu výzkumu i produkce kmenových buněk.
Reference
- Vaňhara P., Moráň L., Pečinka L. a kol. Stem Cells Translational Medicine. 2018;7(1):109-114.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Monitoring of embryonic stem cell differentiation trajectories by intact cell mass spectrometry
2020|Shimadzu|Postery
TP 122 Monitoring of embryonic stem cell differentiation trajectories by intact cell mass spectrometry Petr Vaňhara1,2, Andreas Schnapp3, Lukáš Moráň2, Lukáš Pečinka1,4, Volodymyr Porokh2, Hana Kotasová1,2, Vendula Pelková2, Josef Havel1, 4, Aleš Hampl1,2 1International Clinical Research Center, St. Anne's University…
Klíčová slova
hescs, hescseleps, elepsprogenitors, progenitorsembryonic, embryonicdifferentiation, differentiationlung, lungearly, earlymaldi, maldiculture, culturedocumenting, documentingintact, intactcell, cellstem, stemgenetic, geneticmonitoring
Simple Evaluation of Cultured Cells: Evaluation of Differentiation State of iPS Cells Using Benchtop MALDI-TOF MS
2019|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-TM-E068 Application News No. B98 MALDI-TOF Mass Spectrometry Simple Evaluation of Cultured Cells: Evaluation of Differentiation State of iPS Cells Using Benchtop MALDI-TOF MS The growth condition and differentiation state (differentiated or undifferentiated) of cultured cells are important evaluation items…
Klíčová slova
differentiated, differentiatedundifferentiated, undifferentiatedculture, culturespheroids, spheroidscells, cellsadherent, adherentmedium, mediumips, ipsdifferentiation, differentiationcultured, culturedmaldi, maldistate, statespheroid, spheroidemstat, emstatshots
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
Mass Imaging Analysis of Organoids on iMScope QT
2025|Shimadzu|Aplikace
Imaging Mass Microscope, Matrix Vapor Deposition System, Automatic Sprayer for MALDI Imaging, Mass Spectrometry Imaging Data Analysis Software Application News Mass Imaging Analysis of Organoids on iMScope QT Naatasha Isahak1, Zaimie Teng1, Edwin Ting1, Yumi Unno2, Eiichi Matsuo2, Ojima Noriyuki2,…
Klíčová slova
organoid, organoidimaging, imagingorganoids, organoidslaser, laserspatial, spatialimscope, imscopematrix, matrixinquiry, inquiryimlayer, imlayerlung, lungaero, aeromass, masshuman, humantissues, tissuesimagereveal