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

Význam tématu

Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Immunohistochemistry (MALDI-IHC) umožňuje cílené prostorové mapování proteinů v tkáňových řezech bez rozsáhlé předúpravy vzorku. Spojuje výhody hmotnostní spektrometrie a imunohistochemie, což otevírá nové možnosti ve výzkumu buněčných interakcí a vývoji léčebných postupů. Benchtop MALDI-TOF systémy Shimadzu poskytují cenově dostupnou platformu pro vstup do světa MALDI-IHC.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje použití benchtop MALDI-8020 a MALDI-8030 EasyCare k analýze FFPE lidských tonsilních řezů pomocí Miralys HiPLEX-IHC sond. Prokázána byla schopnost multiplexní analýzy 6 i 20 proteinů při prostorovém rozlišení 30 μm a aplikace metody na model folikulární hyperplazie.

Použitá instrumentace

• MALDI-8020 Benchtop TOF hmotnostní spektrometr (Shimadzu)
• MALDI-8030 EasyCare TOF hmotnostní spektrometr (Shimadzu)
• iMLayer komora pro depoziaci DHB matice (Shimadzu)
• IonView a IMAGEREVEAL MS softwarové balíky (Shimadzu)

Použitá metodika

FFPE řezy lidské mandle byly deparafinovány, promyty sérií ethanolu a podrobeny antigen‐retrieval v alkalickém pufru. Následovalo barvení fotolabilními peptide‐masovými štítky konjugovanými k protilátkám. Po UV expozici a odštěpení masek bylo vzorek potažen 2,5‐dihydroxybenzoovou kyselinou metodou sublimace (optimálně 4 minuty sublimace, 3 minuty recrystalizace při 55 °C). Analytická akvizice proběhla při pozitivní polaritě, v rozsahu m/z 950–1500 (6-plex) nebo 700–2000 (20-plex), 50 střelách při 200 Hz a kroku 30 μm.

Hlavní výsledky a diskuse

• 6-plex analýza odhalila jasné izotopické píky pro CD3ε, CD68, VIM, Col-1A1, PanCK a Ki67 s nízkým pozadím.
• 20-plex experiment identifikoval všech 20 cílů během ~112 min a potvrdil vysokou specifičnost a prostorovou korelaci s histologickými strukturami.
• Model folikulární hyperplazie umožnil vizualizaci odlišných vzorů exprese Ki67 a dalších markerů, které korelují s proliferací ve folikulárních centrech.

Přínosy a praktické využití metody

• Dostupnost cenově výhodných benchtop systémů šetří investice i prostor.
• Možnost simultánní detekce až 20 proteinů v jediném vzorku.
• Minimální požadavky na množství vzorku FFPE tkáně.
• Rychlá doba analýzy (pod 2 hodiny pro 20-plex).
• Snadná integrace do stávajících histologických workflow.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj multiplexu nad 20 cílů, zlepšení prostorového rozlišení pod 10 μm a propojení s prostorovou transkriptomikou otevřou nové dimenze v prostorové proteomice. Aplikace umělé inteligence a strojového učení umožní automatizovanou segmentaci a kvantifikaci obrazů. Kombinace s jinými hmotnostně spektrometrickými modalitami obohatí multidisciplinární analýzu tkáňových goncentrací.

Závěr

Benchtop MALDI-TOF systémy Shimadzu osvědčily schopnost rychlé, citlivé a vysoce multiplexní prostorové analýzy proteinů v FFPE tkáňových řezech pomocí MALDI-IHC sond. Jednoduchý protokol, nízké náklady a vysoká variabilita detekovaných markerů činí tuto technologii perspektivním nástrojem pro výzkum a vývoj nových léčebných strategií.

Reference

• Gars et al. Ann Diagn Pathol 2020;44:151421
• Bryant et al. Histopathology 2006 Apr;48(5):505-15