Integrated MALDI-MSI and Glycopeptide LC-MS/MS Reveal Site-and Region-Specific Glycosylation Changes in Tumor Tissue

Význam tématu

Glykozylace proteinů ovlivňuje jejich prostorové uspořádání, funkci a interakce mezi buňkami. Změny ve vzorcích N-glykanů jsou spojovány s procesy nádorové transformace, imunitní modulací a potenciálním vznikem biomarkerů pro diagnostiku a prognózu nádorových onemocnění.

Cíle a přehled studie

Tato práce demonstruje kombinovaný přístup vysokorozlišovacího zobrazování uvolněných glycans (MALDI-MSI) a analýzy intactních glykosidovaných peptidů (LC-MS/MS). Cílem bylo identifikovat prostorově specifické rozdíly N-glykozylace mezi zdravou a nádorovou prostatickou tkání a propojit lokalizované obrazové informace s detailní molekulární charakterizací proteoglykanů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro MALDI-MSI: paragraf popisující kroky přípravy parafínem zafixovaných vzorků (odparafínování, antigen retrieval), enzymatické uvolnění glycans (PNGase F), nanesení MALDI matrice a zobrazení na přístroji timsTOF fleX.
Pro LC-MS/MS glycoproteomiku: homogenizace okolní tkáně, HILIC enrich­ment glykosidovaných peptidů, analýza pomocí GlycoPASEF na timsTOF fleX, datová analýza pro identifikaci glykopeptidů a jejich proteinových nosičů.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza MALDI-MSI odhalila, že nádorová oblast je významně obohacena o vysokomannózové a bisektované hybridní glykany, zatímco zdravé prostorní regiony vykazují převahu komplexních fucosylovaných a sialylovaných struktur. LC-MS/MS potvrdila tyto rozdíly a navíc identifikovala konkrétní glykoproteiny, na kterých se tyto glykanové motivy vyskytují. Mapování glykopeptidů ukázalo, že stejné glykanové vzorce (např. H3N2F1) se mohou vázat na různé peptidové kostry a proteiny, přičemž některé z těchto glykoproteinů (např. Galectin-3-binding protein) jsou známé jako potenciální biomarkery v onkologii.

Přínosy a praktické využití metody

• Kombinace obrazových dat a detailní proteomické analýzy umožňuje lokalizaci a identifikaci nádorově specifických glykosylací.
• Přístup zvyšuje důvěryhodnost glykanových biomarkerů díky prostorové korelaci s tkáňovou morfologií.
• Metoda je přenosná do výzkumných a vývojových laboratoří zaměřených na QA/QC a klinickou onkologii.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s dalšími zobrazovacími modalitami (např. imunohistochemie, autofluorescence).
• Rozšíření na jiné typy nádorů a onemocnění založených na glykosylaci.
• Automatizace přípravy vzorků a AI-poháněná analýza obrazových i hmotnostních dat.

Závěr

Propojení MALDI-MSI uvolněných glycans a LC-MS/MS glycopeptidové analýzy poskytuje komplexní pohled na regionálně odlišné glykozylace v nádorové tkáni. Tento dualní přístup odhaluje detaily remodelace glykosylace při maligní transformaci a otevírá cestu k objevování spolehlivých biomarkerů pro diagnostiku a sledování průběhu nádorových onemocnění.

Reference

Žádné další literární prameny uvedeny v původním textu.