Een monstervoorbereiding voor het vangen van eiwitten voor traanproteomics door middel van vloeistofchromatografie-tandem massaspectrometrie
1 december 2023
Dit protocol beschrijft een methode voor het verzamelen van traanmonsters met behulp van Schirmer-strips en een geïntegreerde kwantitatieve workflow voor het ontdekken van niet-invasieve traaneiwitbiomarkers. De workflow voor de voorbereiding van het suspensievangmonster maakt een snelle en robuuste traanmonstervoorbereiding en massaspectrometrische analyse mogelijk, wat resulteert in hogere peptideterugwinningsopbrengsten en eiwitidentificatie dan standaard procedures in de oplossing.
Ons onderzoek heeft tot doel het gebruik aan te tonen van een monstervoorbereiding voor het vangen van eiwitten, bekend als S-trap, voor onderzoek op basis van massaspectrometrie. Dit protocol maakt gebruik van een snelle, reproduceerbare en gestandaardiseerde monstervoorbereiding van menselijk traanvloeistofmonster dat is verzameld met behulp van translationeel onderzoek in de oogheelkunde. Menselijk traanvocht is een lichaamsvloeistof die kan worden verzameld voor niet-invasieve moleculaire tests in de oogheelkunde.
Er zijn veel gestandaardiseerde methoden voor het verzamelen van traanvocht en het voorbereiden van monsters, die van cruciaal belang zijn voor succesvol klinisch onderzoek naar ziekten en aandoeningen. Niet-gestandaardiseerde methoden zijn moeilijk te vergelijken en te interpreteren tussen methodologieën en beïnvloeden daarom de chemische resultaten. Dit protocol maakt het mogelijk om traanvloeistoffen te bemonsteren en op te slaan bij kamertemperatuur.
Dit helpt bij het gemakkelijker verzamelen en verzenden van monsters. Het biedt snelle en robuuste peptide-extracties voor massaspectrometeranalyse, wat het herstel en de identificatie van peptiden verbetert. Dit protocol heeft minimale monstervoorbereidingsstappen om fouten en onzekerheden te minimaliseren.
De snelle en superieure prestaties van eiwitidentificatie en -kwantificering door middel van massaspectrometrie zullen clinici en onderzoekers helpen bij de ontwikkeling van niet-invasieve moleculaire tests. Het optimaliseren van de monstervoorbereiding zal altijd een van de kritieke stappen zijn. Ongeacht de detectiemethode moet de klinische waarde van menselijk traanvocht nog volledig worden onderzocht.
Het voorstel voor de bereidingsmethode van het monster zou hopelijk de deur openen voor mogelijke klinische toepassing in de nabije toekomst.
Overzicht
Dit protocol beschrijft een methode voor het verzamelen van menselijke traanmonsters met behulp van Schirmer-strips en een gestandaardiseerde workflow voor het identificeren van niet-invasieve traaneiwitbiomarkers. De monsterpreparatie via suspension trapping verbetert het peptide-herstel en de eiwitidentificatie via massaspectrometrie.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Oftalmologie
- Massaspectrometrie
- Ontdekking van Biomarkers
Achtergrond
- Menselijk traanvocht is een waardevol biofluïdum voor niet-invasieve moleculaire tests.
- Er is een gebrek aan gestandaardiseerde methoden voor het verzamelen en voorbereiden van traanvocht.
- Niet-gestandaardiseerde methoden belemmeren de vergelijkbaarheid van klinisch onderzoek.
- Dit protocol maakt opslag van traanmonsters bij kamertemperatuur mogelijk.
Doel van de studie
- Het vaststellen van een betrouwbare methode voor de afname en analyse van traanvocht.
- Het verbeteren van peptide-extractie en eiwitidentificatie in massaspectrometrie.
- Het faciliteren van de ontwikkeling van niet-invasieve moleculaire tests in klinische omgevingen.
Gebruikte Methoden
- Verzameling van traanmonsters met behulp van Schirmer-strips.
- Voorbereiding van monsters middels de suspension trapping (S-Trap) methode.
- Massaspectrometrische analyse voor eiwitidentificatie.
- Gestandaardiseerde protocollen om fouten en onzekerheden te minimaliseren.
Belangrijkste resultaten
- In totaal werden 1.183 eiwitten geïdentificeerd met behulp van de S-Trap-methode.
- 874 eiwitten werden geïdentificeerd met behulp van standaard in-solution-procedures.
- Gene-ontologieanalyse toonde vergelijkbare proteomische functies tussen de methoden aan.
- Met het nieuwe protocol werd een verbeterde peptide-terugwinning en identificatie bereikt.
Conclusies
- De S-Trap-methode biedt een robuuste aanpak voor de analyse van traanmonsters.
- Standaardisatie bij het verzamelen van traanvocht kan de klinische uitkomsten verbeteren.
- Dit protocol kan leiden tot nieuwe toepassingen in de oogheelkunde.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Gestandaardiseerde monsterpreparatie met een hoog rendement voor traanproteomica pakt een kritiek knelpunt aan in de niet-invasieve ontdekking van biomarkers voor oogziekten. De suspension-trapping (S-Trap) workflow verbetert de reproduceerbaarheid en proteïne-identificatie, wat translationeel onderzoek en continuïteit in de pijplijn ondersteunt. Deze aanpak maakt robuuste, schaalbare analyse van traanvocht mogelijk voor biomarker-validatie in een vroeg stadium en portfolio-triage in oogheelkundige R&D.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt systematische analyse van proteomen in traanvocht mogelijk voor ziekte-relevante biomarker-kandidaten.
- Vermindert biologische en technische variabiliteit, wat functionele target-validatie ondersteunt.
- Verbetert het voorspellend vertrouwen bij de selectie en prioritering van biomarkers in een vroeg stadium.
Screening & assay-ontwikkeling
- Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare peptidepreparaten voor downstream massaspectrometrie-workflows.
- Faciliteert kwantitatieve, high-throughput proteïne-identificatie voor assay-ontwikkeling.
- Ondersteunt de schaalbaarheid van assays en de vergelijkbaarheid tussen studies door het minimaliseren van fouten bij de monstervoorbereiding.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijgt niet-invasieve traanbemonstering in lijn met translationele biomarkerstrategieën in de oogheelkunde.
- Maakt continuïteit mogelijk van klinische monstername tot preklinische validatie van kandidaat-biomarkers.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling door het verschaffen van robuuste proteomische gegevens.
Integratie van pijplijn en workflow
Dit op S-Trap gebaseerde protocol integreert het proces vanaf de afname van klinische monsters tot aan de eiwitidentificatie via massaspectrometrie, ter ondersteuning van workflows van vroege ontdekking tot translationeel onderzoek.
- Discovery Biology: Biedt gestandaardiseerde eiwitextractie met een hoog rendement voor hypothesegedreven biomarkerstudies.
- Screening: Garandeert reproduceerbare, kwantitatieve peptide-outputs voor een betrouwbare assayontwikkeling.
- Analytics: Maakt robuuste eiwitkwantificering en vergelijkende analyse tussen verschillende condities mogelijk.
- Translationeel Onderzoek: Slaat een brug tussen de acquisitie van klinische monsters en preklinische biomarkervalidatie.
- Enterprise Reuse: Vestigt een universeel, geoptimaliseerd platform voor monsterpreparatie voor traanproteomics.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij de ontdekking van biomarkers.
- Operationele waarde: Zorgt voor een snelle, reproduceerbare en schaalbare monstervoorbereiding voor massaspectrometrie.
- Strategische waarde: Ondersteunt efficiënte go/no-go-beslissingen en vermindert biologische risico's in een laat stadium binnen ophthalmologische portfolio's.
- Impact op portfolio: Maakt een risico-gecorrigeerde prioritering van biomarker-kandidaten voor verdere ontwikkeling mogelijk.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in proteomics en massaspectrometrie-workflows.
- Toegang tot S-Trap-kolommen en compatibele analytische instrumentatie is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor monsterverzameling en -verwerking.
- Aanpasbaar aan diverse typen biofluïdummonsters door optimalisatie van het protocol.
- Afhankelijk van strikte monsterbehandeling om contaminatie en variabiliteit te minimaliseren.
