Fast profiling of sphingolipids alteration in hypertension by MRMS

Význam tématu

Hypertenze je jednou z hlavních příčin kardiovaskulárních onemocnění se zásadním dopadem na úmrtnost a kvalitu života. Endoteliální dysfunkce a arteriální remodelace, klíčové prvky patogeneze hypertenze, jsou významně ovlivněny metabolismem lipidů, zejména sfingolipidů. Rychlá a spolehlivá analýza těchto molekul může přispět k lepšímu pochopení patofyziologie a podpořit diagnostiku či monitorování terapie.

Cíle a přehled studie / článku

Studie hodnotila rozdíly v plazmatickém profilu sfingolipidů mezi skupinou pacientů s hypertenzí a zdravými dobrovolníky. Hlavním cílem bylo ověřit použitelnost přímé infuze a vysokorozlišující magnetické rezonanční hmotnostní spektrometrie (DI-MRMS) pro rychlý screening lipidomického profilu.

Použitá instrumentace

• SolariX XR 7T (Bruker Daltonik GmbH)
• Elektrosprayová ionizace (ESI) v pozitivním i negativním módu
• Nastavení: rozsah m/z 100–1 200, akumulace iontů 10 ms, 32 skenů, rozlišení 2M datových bodů
• Kalibrace: NaTFA (0,1 mg/ml v 50 % acetonitrilu)
• Software: MetaboScape 4.0 a LipidMAPS pro anotaci lipidů

Použitá metodika

Plazma (20 µl) se extrahovala přidaním methanolu a MTBE, následovala fáze separace vodou a centrifugace. Organická fáze se vysušila a rekonstituovala v roztoku 5 mM octanu amonného v 90 % methanol–diklormethanu. Vzorky se infundovaly přímo do ESI při průtoku 2 µl/min.

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo detekováno přibližně 200 sloučenin s vysokou hmotnostní přesností (≤0,1 ppm). Multivariační analýza (PLS-DA) jasně oddělila skupiny pozitivně korelující s hypertenzí. U hypertenzních pacientů byly signifikantně zvýšeny středně dlouhé ceramidy (např. Cer(d18:1/16:0) až 2,4násobně) a sfinganiny. Tyto nálezy korespondují s předchozími studiemi zdůrazňujícími úlohu ceramidů v endoteliální dysfunkci.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza (<5 min na vzorek) bez chromatografické separace
• Vysoká hmotnostní přesnost a izotopová jemná struktura pro spolehlivou identifikaci lipidů
• Vhodné pro velkoprofilové studie a screening biologických vzorků

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření DI-MRMS do klinických studií s většími kohortami, vývoj kvantitativních metod pro cílené stanovení biomarkerů a integrace s dalšími „omics“ přístupy pro komplexní přehled patofyziologických změn.

Závěr

DI-MRMS se ukázala jako robustní a efektivní technika pro profilování plazmatických sfingolipidů. Identifikované změny v ceramidech a sfinganinech poskytují nový pohled na molekulární mechanismy hypertenze a mohou napomoci vývoji diagnostických markerů.

Reference

1. Oscar A. Carretero, S. Oparil. Essential Hypertension Part I: Definition and Etiology. Circulation. 2000;101:329–335.
2. J.W. Meeusen et al. Plasma Ceramides: A Novel Predictor of Major Adverse Cardiovascular Events After Coronary Angiography. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2018;38:1933–1939.