Real-time de novo sequencing of peptide antigens using Bruker ProteoScape™ for 'Run & Done' 4D-immunopeptidomics

Význam tématu

Imunopeptidomika zkoumá přirozeně zpracované peptidy vázané na HLA molekuly a jejich prezentaci buňkám imunitního systému. Díky pokroku v citlivosti a rychlosti hmotnostní spektrometrie a bioinformatice se de novo sekvenování stalo klíčovým nástrojem pro přesné přiřazení peptidů. Real-time analýza podporuje okamžité rozhodování v oblasti kvality vzorku a výkonu přístroje, což je zásadní pro výzkum vakcín, onkologie a personalizované medicíny.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem autora bylo implementovat a otestovat de novo sekvenační algoritmus Novor integrovaný v softwaru Bruker ProteoScape (BPS) běžícím na platformě timsTOF Pro 2. Studie hodnotí:

• Rychlost zpracování MS/MS spekter v reálném čase.
• Kvalitu přiřazení na úrovni aminokyselin a celých peptidů.
• Výkon v imunopeptidomických datech z nádorové buněčné linie CT26.

Použitá instrumentace

• Hmotnostní spektrometr timsTOF Pro 2 (Bruker).
• Software Bruker ProteoScape s modulem Novor (BPS Novor) pro de novo sekvenování.
• ProLuCID-GPU pro referenční databázové vyhledávání (ground truth).

Hlavní výsledky a diskuse

BPS Novor dosáhl průměrné rychlosti 1338±226 spekter za sekundu, zpracování 137 000 spekter trvalo 86–199 s. Trénink na datech z timsTOF zvýšil recall při 75% přesnosti aminokyselin na více než 70 % (oproti ~45 % u standardního Novoru). V imunopeptidomických datech z CT26 buněk:

• Peptidová délka: dominují 8–11 mer peptidy odpovídající HLA I.
• Preciznost a recall srovnatelné či lepší než u komerčních nástrojů.
• Gibbsova klastrování pro 9-mer peptidy odhalilo očekávané motify.

Rychlá resekvence umožňuje okamžitou kontrolu kvality a volbu optimálních analytických parametrů během akvizice.

Přínosy a praktické využití metody

• Run & Done režim – automatické zpracování a zobrazování výsledků za běhu měření.
• Okamžitá detekce problémů s kalibrací, kolizní energií nebo přípravou vzorku.
• Urychlení workflow v imunopeptidomice, farmaceutickém výzkumu i QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

Příští kroky zahrnují:

• Integraci s AI-driven predikčními modely pro zlepšení citlivosti a přesnosti.
• Rozšíření na vícedimenzionální DIA metody a single-cell proteomiku.
• Real-time adaptivní řízení akvizice pro cílené vyšetřování specifických peptidů.

Závěr

Implementace BPS Novor na platformě timsTOF Pro 2 přináší rychlé, přesné a bezbiasové de novo sekvenování peptidek. Real-time kapacity podporují okamžité technické i vědecké rozhodnutí, zejména v oblasti imunopeptidomiky, a otevírají nové možnosti pro vysoce výkonnou proteomickou analýzu.