Bezznacznikowe odwzorowanie biocząsteczek w tkance mózgu
Obrazowanie MS umożliwia bezznacznikowe wykrywanie i odwzorowanie szeregu biologicznie istotnych substancji. Jest to nauka względna, dająca znormalizowaną odpowiedź w stosunku do standardu. Względna kwantyfikacja farmaceutyków jest możliwa, jeśli znane są czynniki odpowiedzi MS (stosunek sygnału analitu do ilości analitu). Nie można jednak znać a priori czynnika odpowiedzi MS na każdy pojedynczy peptyd lub białko. Finansowany przez UE projekt ENIGMAS (Explicitly normalized imaging mass spectrometry) miał za zadanie uporać się z tym problemem – największym czynnikiem ograniczającym zastosowanie kliniczne tej potężnej techniki. Pionierskie prace doprowadziły do opracowania metody wyraźnej normalizacji każdego peptydu wykrytego w trakcie doświadczeń z obrazowaniem MS. Członkowie zespołu wykorzystali niedawno opublikowany model mysi, badając znakowanie izotopowe za pomocą aminokwasów w hodowli komórkowej (SILAC). Technika SILAC dla opartej na MS proteomicznej analizy ilościowej hodowli komórkowych w identycznych mediach, z wyjątkiem występujących aminokwasów. Jedna zawiera nieoznakowane aminokwasy, a druga aminokwasy (zazwyczaj lizynę) w postaci znakowanej. Wersja mysia umieszcza znakowaną lizynę w diecie zwierzęcia. Badacze zastosowali tę technikę w celu utworzenia standardu odniesienia dla myszy, w którym wszystkie reszty lizyny 12C6 zastąpiono lizyną 13C6. W wyniku trawienia trypsyną ekstraktu z białka SILAC powstały peptydy trypsyny zawierające pojedynczą lizynę 13C6. W wyniku trawienie natkankowego (on-tissue) normalnej tkanki mysiej powstały peptydy zawierające lizynę 12C6. Peptydy te porównano w stosunku do standardu tak, że obrazy wszystkich peptydów trypsyny zostały znormalizowane za pomocą własnych, wyznakowanych izotopowo analogów. Oprócz technik przygotowania próbki, w projekcie ENIGMAS opracowano ogromną bazę danych peptydów i białek z obrazowania MS wycinków mysiej tkanki mózgowej. Resztą zajął się proces zautomatyzowanej analizy opartej na bioinformatyce. Technologia ta posłużyła do uzyskania wglądu w przestrzenne i czasowe zmiany biomolekularne w mózgu mysim po zastosowaniu modelu zwierzęcego migreny. Nowy członek rodziny narzędzi do obrazowania MS będzie miał nieoceniony wpływ na pogłębienie wiedzy w modelach zwierzęcych chorób neurologicznych. Dostosowanie zestawów danych uzyskanych z obrazowania z wysokiej rozdzielczości atlasem ekspresji genowej w obrębie całego genomu dodatkowo rozszerzy możliwości przez powiązanie zmian biomolekularnych z ekspresją genową.
