Simultaneous quantitation and discovery (SQUAD) of fecal bile acids and their conjugates in children with autism spectrum disorder (ASD)
Postery | 2025 | Thermo Fisher Scientific | MSACLInstrumentace
Střevní mikrobiota přetváří primární žlučové kyseliny na sekundární a mikrobně konjugované deriváty, které ovlivňují imunitu, metabolismus lipidů a střevně–mozkovou komunikaci. U dětí s poruchami autistického spektra (ASD) jsou dysbalance mikrobioty a žlučových kyselin spojovány s gastrointestinálními potížemi a neurovývojovými příznaky. Detailní analýza těchto metabolitů je proto klíčová pro porozumění patofyziologii a vyhodnocení terapeutických přístupů založených na modulaci mikrobiomu.
Cílem studie bylo ověřit jednovstřikovou SQUAD (Simultaneous Quantitation And Discovery) workflow pro současnou kvantifikaci i objevnou metabolomiku žlučových kyselin ve vzorcích stolice dětí s ASD podstupujících mikrobiální transferovou terapii (MTT). Metodu aplikovali na fecální extrakty z před a po MTT a sledovali změny profilu žlučových kyselin a dalších metabolit.
Vzorky stolice se extrahovaly v methanol–vodním systému s vnaděním izotopově značenými standardy žlučových kyselin pro přesnou kvantifikaci.
Data akvizice:
SQUAD workflow dosáhlo vysoké citlivosti (LLOQ 1,8 femtomolu, LLOD 1,8 attomolu) a lineárního rozsahu přes šest řádů velikosti. Kalibrační křivky pro žlučové kyseliny prokázaly reprodukovatelnost a přesnost kvantifikace. Po MTT byly patrné specifické změny profilu žlučových kyselin, potvrzené PCA, která jasně oddělila před a po terapii v léčebné skupině, zatímco placebo skupina se nijak neměnila. K rozlišení strukturálních izomerů (např. leucinové vs. isoleucinové konjugáty LCA) byla úspěšně použita MS3 fragmentace v lineárním iontovém pastu, prokazující vysokou selektivitu bez vzájemného rušení.
Metoda umožňuje současnou, vysoce průtokovou kvantifikaci definovaných žlučových kyselin a objevnou analýzu neznámých metabolitů v jedné injekci. To zvyšuje laboratorní efektivitu, redukuje spotřebu vzorků a podporuje komplexní biomarkerový výzkum v klinických i průmyslových aplikacích QA/QC.
Vyvinutá SQUAD workflow pro simultánní kvantifikaci a objevnou analýzu žlučových kyselin ve fecesu prokázala vysokou citlivost, selektivitu a reprodukovatelnost. Umožňuje detailní sledování metabolických změn v terapiích modulujících mikrobiotu a přispívá k identifikaci nových biomarkerů v ASD i jiných onemocněních.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap, LC/HRMS
ZaměřeníMetabolomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Střevní mikrobiota přetváří primární žlučové kyseliny na sekundární a mikrobně konjugované deriváty, které ovlivňují imunitu, metabolismus lipidů a střevně–mozkovou komunikaci. U dětí s poruchami autistického spektra (ASD) jsou dysbalance mikrobioty a žlučových kyselin spojovány s gastrointestinálními potížemi a neurovývojovými příznaky. Detailní analýza těchto metabolitů je proto klíčová pro porozumění patofyziologii a vyhodnocení terapeutických přístupů založených na modulaci mikrobiomu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo ověřit jednovstřikovou SQUAD (Simultaneous Quantitation And Discovery) workflow pro současnou kvantifikaci i objevnou metabolomiku žlučových kyselin ve vzorcích stolice dětí s ASD podstupujících mikrobiální transferovou terapii (MTT). Metodu aplikovali na fecální extrakty z před a po MTT a sledovali změny profilu žlučových kyselin a dalších metabolit.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky stolice se extrahovaly v methanol–vodním systému s vnaděním izotopově značenými standardy žlučových kyselin pro přesnou kvantifikaci.
Data akvizice:
- Cílená kvantifikace: paralelní monitorování reakcí (PRM) v lineárním iontovém pastu s MSn pro rozlišení izomerů.
- Objevná analýza: high–resolution MS1 ve vysokém rozlišení v Orbitrapu pro anotaci neznámých složek.
- Workflow zahrnoval Real–Time Library Search (RTLS) pro zlepšení spektroskopické shody.
Použitá instrumentace
- LC systém: Thermo Scientific Vanquish Horizon UHPLC se zpětně fázovou kolonkou.
- Hmotnostní spektrometr: Thermo Scientific Orbitrap Ascend Tribrid (kvadrupól + lineární iontový past + Orbitrap).
- Software: TraceFinder 5.2 pro kvantifikaci a Compound Discoverer 3.4 pro anotaci.
Hlavní výsledky a diskuse
SQUAD workflow dosáhlo vysoké citlivosti (LLOQ 1,8 femtomolu, LLOD 1,8 attomolu) a lineárního rozsahu přes šest řádů velikosti. Kalibrační křivky pro žlučové kyseliny prokázaly reprodukovatelnost a přesnost kvantifikace. Po MTT byly patrné specifické změny profilu žlučových kyselin, potvrzené PCA, která jasně oddělila před a po terapii v léčebné skupině, zatímco placebo skupina se nijak neměnila. K rozlišení strukturálních izomerů (např. leucinové vs. isoleucinové konjugáty LCA) byla úspěšně použita MS3 fragmentace v lineárním iontovém pastu, prokazující vysokou selektivitu bez vzájemného rušení.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje současnou, vysoce průtokovou kvantifikaci definovaných žlučových kyselin a objevnou analýzu neznámých metabolitů v jedné injekci. To zvyšuje laboratorní efektivitu, redukuje spotřebu vzorků a podporuje komplexní biomarkerový výzkum v klinických i průmyslových aplikacích QA/QC.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Prohloubená interpretace cest metabolizmu žlučových kyselin v souvislosti s klinickými parametry ASD.
- Aplikace SQUAD na další biologické matice (krev, moč) a onemocnění spojená s dysbiózou.
- Integrace s metagenomikou a dalšími multiomickými přístupy pro komplexní pohled na host–mikrobiota interakce.
- Vylepšení knihoven spekter a RTLS pro rychlejší identifikaci vzácných nebo dosud neznámých derivátů.
Závěr
Vyvinutá SQUAD workflow pro simultánní kvantifikaci a objevnou analýzu žlučových kyselin ve fecesu prokázala vysokou citlivost, selektivitu a reprodukovatelnost. Umožňuje detailní sledování metabolických změn v terapiích modulujících mikrobiotu a přispívá k identifikaci nových biomarkerů v ASD i jiných onemocněních.
Reference
- Takyi K. et al. Gut microbiota and metabolic imbalances linked to GI and neurodevelopmental issues in ASD. 2025.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
SQUAD analysis of fecal bile acids and their conjugates in children with autism spectrum disorder
2025|Thermo Fisher Scientific|Postery
SQUAD Bile Acids SQUAD analysis of fecal bile acids and their conjugates in children with autism spectrum disorder Bashar Amer1, Alexey Melnik2, James B Adams3, Rosa Krajmalnik-Brown3, Khemlal Nirmalkar3, Brandon Bills1, Rafael Melani1, and Susan S. Bird1 1Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
squad, squadbile, bilefecal, fecalasd, asdworkflow, workflowchildren, childrenacids, acidsautism, autismconjugates, conjugatestribrid, tribridlca, lcaquantitation, quantitationmicrobiota, microbiotametabolomics, metabolomicsdisorder
Simultaneous quantitation and discovery (SQUAD) metabolomics workflow on the orbitrap IQ-X for the analysis of fecal bile acids
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
Metabolomics via SQUAD Simultaneous quantitation and discovery (SQUAD) metabolomics workflow on the orbitrap IQ-X for the analysis of fecal bile acids Allison Stewart1, Bashar Amer2, Rahul Deshpande1, Andrew Percy3, Krista Backiel3, Joshua P. Kline2, Brandon Bills2, and Susan Bird2 1ThermoFisher…
Klíčová slova
squad, squadbile, bilebas, basfecal, fecalacids, acidsmetabolomics, metabolomicsquantitation, quantitationquantify, quantifyprimary, primarysimultaneous, simultaneousdiscovery, discoverysecondary, secondaryworkflow, workflowconjugates, conjugateslist
Advancing bile acid quantitation: High-specificity MS2 and MS3 analysis using the Stellar Mass Spectrometer
2025|Thermo Fisher Scientific|Postery
Advancing bile acid quantitation: High-specificity MS2 and MS3 analysis using the Stellar Mass Spectrometer Lauren Bishop1, Brittany Lee1, Jingshu Guo1, Bashar Amer1, Alexey V. Melnik2, James B. Adams3, Rosa Krajmalnik-Brown3, Khemlal Nirmalkar3, Charles E. Maxey1, Cristina C. Jacob1, Scott M.…
Klíčová slova
bile, bileasd, asdstellar, stellardca, dcalca, lcaleu, leuacids, acidsgcdca, gcdcagdca, gdcatcdca, tcdcagca, gcatdca, tdcaconjugates, conjugatesabundance, abundanceautism
Sensitive and selective quantitation of bile acids using targeted MS2/MS3 on the Stellar mass spectrometer
2025|Thermo Fisher Scientific|Postery
Sensitive and selective quantitation of bile acids using targeted MS2/MS3 on the Stellar mass spectrometer Kerry Hassell1, Lauren Bishop1, Jingshu Guo1, Bashar Amer1, Alexey V. Melnik2, James B. Adams3, Rosa Krajmalnik-Brown3, Khemlal Nirmalkar3, Brittany Lee1, Charles E. Maxey1, Cristina C.…
Klíčová slova
asd, asdbile, bileacid, acidintensity, intensitygcdca, gcdcatudca, tudcastellar, stellardca, dcaabsolute, absoluteacids, acidschildren, childrenautism, autismgudca, gudcagdca, gdcalca