Ein umfassender Arbeitsablauf für Plasmaproteomik mittels Massenspektrometrie: Eine Strategie zur Biomarker-Entdeckung bei systemischen menschlichen Erkrankungen

Vanditha M; Sonu Das; Evelyn Maria; Arya J; Sooraj Krishna U; Mathew John

doi:10.3791/69359

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Methodenartikel

Ein umfassender Arbeitsablauf für Plasmaproteomik mittels Massenspektrometrie: Eine Strategie zur Biomarker-Entdeckung bei systemischen menschlichen Erkrankungen

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DOI:

10.3791/69359

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13. März 2026

Vanditha M^*¹^,² , Sonu Das^*¹ , Evelyn Maria¹ , Arya J¹ , Sooraj Krishna U¹^,³ , Mathew John¹

¹Jubilee Centre for Medical Research, Jubilee Mission Medical College and Research Institute, ²Department of Biochemistry, Amrita Institute of Medical Sciences, Amrita Vishwa Vidyapeetham Campus, ³Manipal Academy of Higher Education

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die Plasmaproteomik ermöglicht die Entdeckung von Biomarkern für systemische Erkrankungen durch minimalinvasive Probenahme. Trotz analytischer Herausforderungen durch die Plasmakomplexität bietet diese Studie einen optimierten Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie-(LC-MS/MS)-Workflow, der die Proteomabdeckung verbessert, die Variabilität reduziert und die Reproduzierbarkeit verbessert, wodurch genaue Vergleiche zwischen Krankheits- und Kontrollproben möglich sind.

Zusammenfassung

Plasma, die zellfreie Komponente des Blutes, bietet eine minimalinvasive und reichhaltige biomolekulare Informationsquelle und eignet sich daher ideal zur Untersuchung systemischer Erkrankungen. Das Aufkommen hochdurchsatz-proteomischer Technologien hat die Plasmaanalyse revolutioniert, indem sie die großflächige Identifikation und Quantifizierung zirkulierender Proteine ermöglicht. Diese Fortschritte haben die Entdeckung von Biomarkern für frühzeitige Diagnose, Prognose und therapeutische Zielsetzung verschiedener Erkrankungen, einschließlich Krebs und entzündlicher Erkrankungen, ermöglicht. Die inhärente Komplexität des Plasmas sowie inkonsistente Probenvorbereitungs- und Analysemethoden haben jedoch historisch die Abdeckung und Reproduzierbarkeit des Proteoms eingeschränkt. Frühe Ansätze, die auf Rohplasmaanalysen setzten, litten oft unter schlechter Konsistenz und signifikanten Chargeneffekten, was zuverlässige Vergleichsstudien zwischen klinischen Kohorten erschwerte.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, führt die aktuelle Studie einen robusten und skalierbaren Plasma-Proteomik-Workflow ein. Das Protokoll integriert wichtige vorbereitende Schritte wie Immundepletion, Molekulargewichts-Cutoff-Filtration, Lyophilisierung, Proteinquantifizierung und -normalisierung, enzymatische Verdauung und LC-MS/MS-Profiling. Diese optimierte Strategie verbessert die Proteomtiefe erheblich und verringert die Variabilität, wodurch eine genauere und reproduzierbarere differentielle Proteinexpressionsanalyse zwischen Krankheitsfällen und gesunden Kontrollpersonen ermöglicht wird. Der Workflow bietet Forschern eine wertvolle Plattform, die hochwertige proteomische Daten aus dem Plasma erzeugen und letztlich zur Weiterentwicklung biomarkergesteuerter Diagnostik und personalisierter Medizin beitragen möchte.

Einleitung

Plasma, die zellfreie Komponente des Blutes, gewinnt zunehmend an Anerkennung als Reservoir biologischer Informationen, die für Krankheitsstudien relevant sind. Er enthält eine Vielzahl unterschiedlicher zirkulierender Biomoleküle, die von Proteinen und Metaboliten bis hin zu Lipiden und Nukleinsäuren reichen und ein Spiegelbild des physiologischen und pathologischen Status des Organismus sind. Diese systemische Beschaffenheit des Plasmas macht es zu einem idealen Bioproben für die Untersuchung der Krankheitspathophysiologie, die von Krebs bis hin zu Stoffwechsel- und Entzündungsstörungen reicht. Ein wesentlicher Vorteil der Verwendun....