SQUAD analysis of fecal bile acids and their conjugates in children with autism spectrum disorder

Význam tématu

Bakteriální metabolismus žlučových kyselin (ŽK) hraje klíčovou roli v interakcích mezi střevní mikrobiotou, imunitním systémem a funkcí mozku. U jedinců s poruchou autistického spektra (ASD) byly zaznamenány odchylky ve složení mikrobiomu i v profilu ŽK, které mohou přispívat ke gastrointestinálním i neurologickým symptomům. Studie využívá pokročilou SQUAD metodiku pro komplexní sledování změn ŽK v dětských fekálních vzorcích před a po mikrobiální transferové terapii (MTT).

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit jednovstřikovou SQUAD workflow, která kombinuje cílenou kvantifikaci známých ŽK a jejich mikrobiálně konjugovaných forem s nekonvenčním objevem nových metabolitů. Studie se zaměřila na fecální vzorky dětí s ASD před a po MTT, s cílem odhalit metabolické změny spojené se zlepšením zdravotního stavu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci ŽK ze stolice byl použit metanol–voda se značným přebytkem methanolu a interní standardy značených ŽK pro zajištění přesné kvantifikace. Analýza proběhla na systému Vanquish Horizon UHPLC ve spojení s Orbitrap Ascend Tribrid hmotnostním spektrometrem. Kvantifikace využívala lineární iontový past (MSⁿ), PRM režim pro selektivitu a vysoké rozlišení Orbitrapu (HRAM) pro spolehlivou anotaci neznámých sloučenin.

Hlavní výsledky a diskuse

• Metodika dosáhla LLOQ 1,8 fmol na kolonu a lineárního rozsahu až 10⁶, což umožnilo detekci i nízkokoncentrovaných ŽK.
• Po MTT byly identifikovány významné změny ve fenotypech ŽK, podpořené PCA analýzou ukazující jasné rozdělení před a po léčbě v porovnání s placebem.
• MS³ fragmentace pro rozlišení izomerů leucinu- a isoleucinu-LCA potvrdila vysokou specificitu a spolehlivost kvantifikace těchto strukturně podobných sloučenin.

Přínosy a praktické využití metody

SQUAD workflow umožňuje souběžné sledování cílených a nekonvenčních metabolitů v jediném běhu, čímž šetří čas a biologický materiál. Vysoká citlivost a selektivita přispívají k důkladné charakterizaci mikrobiálně modifikovaných ŽK a usnadňují propojení metabolických změn s klinickými výsledky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření SQUAD o širší škálu mikrobálních metabolitů a lipidy pro komplexnější pohled na střevní mikrobiom.
• Implementace v klinické praxi pro monitorování účinnosti mikrobiálních terapií u ASD i dalších onemocnění spojených s dysbiózou.
• Integrace dat z dalších „omics“ vrstev (proteomika, genomika) pro víceúrovňovou analýzu fyziologických změn.

Závěr

Vyvinutá SQUAD workflow představuje robustní a vysoce výkonný přístup k simultánní kvantifikaci a objevu nových žlučových kyselin v biologických vzorcích. Aplikace na fecálních vzorcích dětí s ASD po MTT prokázala specifické metabolické posuny spojené se zlepšením symptomů, čímž se otevírá cesta k cílené biomarkerové analýze a personalizované mikrobiální terapii.

Reference

• Amer B. et al. SQUAD analysis of fecal bile acids and their conjugates in children with ASD. Thermo Fisher Scientific, 2025.
• Takyi C. et al. Gut microbiota and metabolic imbalances in ASD. Journal of Microbiome Research, 2025.