Benchtop Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry Imaging of Human Tonsil Proteins using MALDI HiPLEX-IHC Probes

Význam tématu

Analytické zobrazování pomocí MALDI-MS (MSI) představuje silný nástroj pro prostorové mapování biomolekul v tkáních. Kombinace MSI s imunohistochemickými sondami nesoucími fotolabilní hmotnostní štítky (MALDI-IHC) otevírá nové možnosti cílené detekce proteinů a biomarkerů v patologických i normálních vzorcích.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat proveditelnost a spolehlivost low-cost přístupu k MALDI-IHC zobrazování FFPE řezech lidského mandle na benchtop spektrometru Shimadzu MALDI-8020. Pracovní tým porovnal multiplex 6 protilátek a panel 20 protilátek zaměřených na onkologické markery při krokové velikosti 30 μm.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byly použity následující kroky:

• Podložky FlexiVision-mini ITO potaženy roztokem 50:50 Poly-L-lysinu s 0,07 % IGEPAL-CO63.
• Deparafinizace a sekvenční promývání ethanolem v různých koncentracích.
• Antigenické vykrytí za alkalických podmínek.
• Nanesení protilátek s fotolabilními hmotnostními značkami (AmberGen).
• Potahování matricí DHB pomocí sublimátoru iMLayer.
• Zobrazování v lineárním režimu na MALDI-8020 se sběrnou kročkou 30 μm.
• Datová analýza v softwaru IonView a IMAGEREVEAL MS.

Hlavní výsledky a diskuse

• 6-PLEX analýza: Shromážděno 60 201 spektrálních profilů za 4 h 8 min. Dokonalé izotopické rozlišení a věrné prostorové obrazy odpovídající klasické imunohistochemii.
• 20-PLEX onkologický panel: Získáno 27 300 profilů za 1 h 52 min. Detekce všech 20 hmotnostních značek s ostrým spektrálním rozlišením.
• Vzor s folikulární hyperplazií: Akumulováno 29 650 profilů za 2 h 2 min. Prokázány odlišné distribuce markerů Ki67 a CD3ε mezi normálním a hyperplastickým tkáňovým vzorkem.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje vysokou míru multiplexace (až 20 cílených proteinů) na cenově dostupném benchtop MALDI-TOF spektru. Výsledky poskytují prostorové rozlišení relevantní pro výzkum imunitních a onkologických procesů a mohou doplnit standardní histopatologické techniky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření multiplexních panelů a zvýšení prostoru rozlišení pod 30 μm.
• Automatizace přípravy vzorků a zvýšení propustnosti laboratoří.
• Integrace do preklinického a klinického výzkumu, například v diagnostice nádorových onemocnění.
• Vývoj nových fotolabilních značek pro cílenou analýzu proteomu.

Závěr

Studie dokládá, že benchtop MALDI-8020 v kombinaci s HiPLEX-IHC sondami je efektivní a spolehlivá platforma pro multiplexní zobrazování proteinů v parafínových tkáňových řezech. Nízké náklady a robustní provedení přístroje umožňují široké využití v akademických i průmyslových laboratořích.

Reference

• Jones C., Salivo S., Openshaw M. E. Benchtop Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry Imaging of Human Tonsil Proteins using MALDI HiPLEX-IHC Probes. Shimadzu Corporation, TP 198.