Подготовка образца для улавливания белковой суспензии для слезной протеомики методом жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии
1 декабря 2023 г.
В этом протоколе описан метод сбора образцов слезы с использованием полосок Ширмера и интегрированный количественный рабочий процесс для обнаружения неинвазивных биомаркеров слезного белка. Рабочий процесс подготовки образцов с улавливанием суспензии обеспечивает быструю и надежную подготовку проб слезы и масс-спектрометрический анализ, что приводит к более высокому выходу пептидов и идентификации белков по сравнению со стандартными процедурами в растворе.
Наше исследование направлено на то, чтобы продемонстрировать использование подготовки образцов для захвата белковой суспензии, известной как S-ловушка, для исследований на основе масс-спектрометрии. Этот протокол использует быструю, воспроизводимую и стандартизированную подготовку образцов слезной жидкости человека, собранных с помощью трансляционных исследований в офтальмологии. Слезная жидкость человека — это жидкость организма, которая может быть собрана для неинвазивных молекулярных тестов в офтальмологии.
Существует множество стандартизированных методов сбора слезной жидкости и подготовки образцов, которые имеют решающее значение для успешного клинического исследования заболеваний и состояний. Нестандартизированные методы трудно сравнивать и интерпретировать между методологиями, и, следовательно, они влияют на химические результаты. Этот протокол позволяет отбирать и хранить слезную жидкость при комнатной температуре.
Это упрощает сбор образцов и их доставку. Он обеспечивает быструю и надежную экстракцию пептидов для масс-спектрометрического анализа, что улучшает извлечение и идентификацию пептидов. Этот протокол содержит минимальные этапы подготовки образцов для минимизации ошибок и неопределенностей.
Быстрая и превосходная производительность идентификации и количественного определения белков с помощью масс-спектрометрии облегчит клиницистам и исследователям разработку неинвазивных молекулярных тестов. Оптимизация пробоподготовки всегда будет одним из важнейших шагов. Независимо от метода обнаружения, клиническая ценность слезной жидкости человека еще предстоит полностью исследовать.
Мы надеемся, что предлагаемый метод подготовки образцов откроет дверь для потенциального клинического применения в ближайшем будущем.
Обзор
В данном протоколе описывается метод сбора образцов слезы человека с использованием полосок Ширмера, а также стандартизированный рабочий процесс идентификации неинвазивных белковых биомаркеров слезы. Подготовка проб методом ловушки для суспензий (suspension trapping) повышает эффективность извлечения пептидов и идентификации белков с помощью масс-спектрометрии.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Офтальмология
- Масс-спектрометрия
- Поиск биомаркеров
Теоретические сведения
- Слезная жидкость человека является ценным биоматериалом для неинвазивных молекулярных тестов.
- Стандартизированные методы сбора и подготовки слезной жидкости отсутствуют.
- Использование не стандартизированных методов препятствует сопоставимости результатов клинических исследований.
- Данный протокол позволяет хранить образцы слезной жидкости при комнатной температуре.
Цель исследования
- Разработка надежного метода сбора и анализа слезной жидкости.
- Оптимизация экстракции пептидов и идентификации белков с помощью масс-спектрометрии.
- Содействие разработке неинвазивных молекулярных тестов для применения в клинических условиях.
Используемые методы
- Сбор образцов слезы с помощью полосок Ширмера.
- Подготовка образцов с использованием метода S-Trap (suspension trapping).
- Масс-спектрометрический анализ для идентификации белков.
- Стандартизированные протоколы для минимизации ошибок и неопределенностей.
Основные результаты
- С помощью метода S-Trap было идентифицировано в общей сложности 1 183 белка.
- С помощью стандартных процедур в растворе было идентифицировано 874 белка.
- Анализ генной онтологии показал сходство протеомных функций при использовании обоих методов.
- Применение нового протокола позволило повысить степень извлечения и идентификации пептидов.
Выводы
- Метод S-Trap обеспечивает надежный подход к анализу образцов слезной жидкости.
- Стандартизация сбора слезной жидкости может улучшить клинические результаты.
- Данный протокол может привести к новым применениям в офтальмологии.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Стандартизированная высокоэффективная пробоподготовка для протеомики слезы устраняет критическое узкое место в неинвазивном поиске биомаркеров глазных болезней. Рабочий процесс с использованием метода S-Trap (suspension-trapping) повышает воспроизводимость и эффективность идентификации белков, что способствует трансляционным исследованиям и непрерывности технологического процесса. Данный подход обеспечивает надежный и масштабируемый анализ слезной жидкости для валидации биомаркеров на ранних стадиях и сортировки портфеля препаратов в офтальмологических исследованиях и разработках.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Обеспечивает систематический анализ протеомов слезной жидкости для поиска перспективных биомаркеров заболеваний.
- Снижает биологическую и техническую вариабельность, что способствует функциональной валидации мишеней.
- Повышает достоверность прогнозов при отборе и приоритизации биомаркеров на ранних стадиях.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает получение стандартизированных, воспроизводимых пептидных препаратов для последующего анализа методом масс-спектрометрии.
- Облегчает количественную высокопроизводительную идентификацию белков для разработки анализов.
- Поддерживает масштабируемость анализов и сопоставимость данных между исследованиями за счет минимизации ошибок при подготовке проб.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает соответствие неинвазивного отбора проб слезы стратегиям трансляционного поиска биомаркеров в офтальмологии.
- Обеспечивает непрерывность процесса от сбора клинических образцов до доклинической валидации потенциальных биомаркеров.
- Поддерживает принятие обоснованных решений по развитию проекта с учетом рисков за счет предоставления надежных протеомных данных.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол на основе S-Trap охватывает все этапы: от сбора клинических образцов до идентификации белков методом масс-спектрометрии, обеспечивая рабочий процесс от начального этапа поиска до трансляционных исследований.
- Биология открытий: Обеспечивает стандартизированную высокоэффективную экстракцию белков для исследований биомаркеров на основе выдвинутых гипотез.
- Скрининг: Гарантирует воспроизводимый количественный выход пептидов для надежной разработки анализов.
- Аналитика: Позволяет проводить надежное количественное определение белков и сравнительный анализ при различных условиях.
- Трансляционные исследования: Связывает получение клинических образцов с доклинической валидацией биомаркеров.
- Корпоративное использование: Создает универсальную оптимизированную платформу подготовки образцов для протеомики слезы.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неоднозначность при поиске биомаркеров.
- Операционная ценность: обеспечивает быструю, воспроизводимую и масштабируемую подготовку проб для масс-спектрометрии.
- Стратегическая ценность: способствует принятию эффективных решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и снижает биологические риски на поздних стадиях в портфелях офтальмологических препаратов.
- Влияние на портфель: позволяет проводить приоритизацию кандидатов в биомаркеры для дальнейшей разработки с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы в области протеомики и рабочих процессов масс-спектрометрии.
- Необходим доступ к колонкам S-Trap и совместимому аналитическому оборудованию.
- Требуется межкомандная стандартизация сбора и обработки образцов.
- Методика адаптируема к различным типам биологических жидкостей при условии оптимизации протокола.
- Результат зависит от строгого соблюдения правил обращения с образцами для минимизации загрязнения и вариабельности.
