Spettrometria di massa (IMS) di imaging è stato ottimizzato per caratterizzare la distribuzione spaziale delle caratteristiche molecolari in tre applicazioni ampiamente usate: fettine di tessuto, sferoidi e colonie microbiche¹^,²^,³. Fettine di tessuto possono essere utilizzati per valutare la localizzazione di metaboliti nel contesto di condizioni biologiche in un host, mirati o ciechi in uno specifico intervallo di massa. Tuttavia, le differenze tra le caratteristiche molecolari sono il più significativo ed evidente quando un tessuto sano è rispetto a una condizione di malato, ad esempio, un tumore. Questo approccio IMS è particolarmente adatto alla rilevazione di biomarcatori di malattia, tuttavia, l'acquisizione di campioni di tessuto alle fasi discrete in progressione di malattia (ad esempio, classi di tumore) esclude l'identificazione dei segnali che potrebbero essere importanti per l'inizio della malattia. Lo scambio di informazioni attraverso lo spazio è una caratteristica onnipresente di molti sistemi biologici, e fettine di tessuto non possono catturare questo relè chimico dinamico. Una tecnica che è in grado di visualizzare la diffusione e lo scambio chimico è IMS di colonie microbiche coltivate su piastre di agar; piccole molecole sono in grado di diffondere attraverso e l'agar e possono essere acquisiti tramite spettrometria di massa di matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI-TOF)⁴. Questa configurazione di crescita può essere utilizzata per identificare le molecole scambiati tra entità biologiche discrete (colonie) e può anche determinare la direzionalità della produzione del metabolita. La piattaforma progettata originariamente per la crescita di colonie microbiche è stata adattata per esplorare il metabolismo primario degli espianti di tessuto coltivato con cellule di mammifero e IMS è stato usato per valutare lo scambio chimico dinamico in un sistema di mammiferi in vitro.

Negli ultimi anni, è diventato chiaro che il cancro ovarico sieroso di alto grado (HGSOC) spesso ha origine nell'epitelio del tubo fallopian (FTE) e quindi si riproduce per metastasi all'ovaia durante malattia precoce sviluppo⁵^,⁶^, ⁷ ^, ⁸. il motivo che FTE tumorigeniche cellule diffusione all'ovaia, dove grandi tumori alla fine formano e riprodurrsi per metastasi ulteriormente, è attualmente poco chiaro. Precedenti ricerche si sono concentrate sul ruolo delle proteine ovariche nella metastasi primaria all'ovaia; Tuttavia, recentemente è stato dimostrato che la transizione da un sano ad un tessuto cancerogeno provoca enorme perturbazione del metabolismo cellulare e altera la produzione di piccole molecole⁹^,¹⁰^,¹¹. Di conseguenza, abbiamo supposto che piccole molecole scambiati tra il FTE e l'ovaia possono essere parzialmente responsabile di metastasi primaria di HGSOC.

Utilizzando la nostra procedura IMS recente sviluppato, abbiamo determinato che coculture delle FTE tumorigeniche e tessuto ovarico sano induce la produzione di noradrenalina dall'ovaio. Tuttavia, in altri tipi cellulari o cellule normali FTE non hanno provocato questo effetto. Un beneficio straordinario di questo metodo è che la produzione molecolare e lo scambio di segnali che rappresentano molecole reali possono essere visualizzati, quindi anche in un coculture è possibile determinare l'origine di un segnale. Questo è un vantaggio sopra l'analisi dei campioni omogeneizzati, dove si perde tutte le informazioni spaziali. Nel nostro sistema modello, siamo stati in grado di assegnare chiaramente la produzione di noradrenalina all'ovaia. Noradrenalina è stata collegata alla metastasi e chemioresistenza dei cancri ovarici, e nostro rilevamento di questa molecola ha convalidato che il nuovo metodo IMS può scoprire molecole biologicamente rilevanti¹²^,¹³^, ¹⁴. questa convalida ci permette di proporre che questa nuova applicazione di IMS può essere particolarmente utile per ricercare gruppi che tentano di identificare piccole molecole in ambienti coculture e per comprendere i primi eventi che influenzano la trasformazione delle cellule e la metastasi. L'obiettivo generale di questo metodo è quello di delucidare l'identità e la distribuzione spaziale di piccole molecole durante lo scambio tra tessuti e organi, rappresentati da in vitro colture cellulari 3D o ex vivo del tessuto.

Acquisizione di piccola molecola comunicazione tra tessuti e cellule mediante spettrometria di massa di Imaging