Hochdurchsatzfähige Glykosylierunganalysen
Da Oligosaccharide (Glykane) Schlüsselkomponenten wichtiger biologischer Prozesse sind, können dynamische Veränderungen der Glycosylierungsmuster starken Einfluss auf die Entwicklung haben. Fehler bei der Glykosylierung können biologische Prozesse stören und dadurch Autoimmun- oder Tumorerkrankungen auslösen. Bei der Struktur von Biopharmazeutika ist die korrekte Glykosylierung Voraussetzung für Sicherheit und pharmazeutische Wirksamkeit. Da Glykosylierungsanalysen von Proteinen immer wichtiger werden, entwickelte das EU-finanzierte Projekt HIGHGLYCAN (Methods for high-throughput (HTP) analysis of protein glycosylation) eine robuste und schnelle Methode für die hochdurchsatzfähige (HTP)-Analyse der Proteinglykosylierung. Schwerpunkt waren Kits mit Materialien und Reagenzien, die mit spezifischen analytischen Instrumenten zur Isolierung und hochdurchsatzfähigen Analyse der Glykosylierung kompatibel sind. Weitere Projektziele waren die Vereinfachung von Prozessen sowie die Quantifizierung und Verschlankung von Arbeitsabläufen. Für die neuen Glykosylierungsanalysen kombinierten die Forscher Ultrahochleistungs-Flüssigkeitschromatographie und Kapillar-Gelelektrophorese mit Fluoreszenzdetektion und Massenspektrometrie und untersuchten, wie die Probenvorbereitung automatisiert werden kann. Die automatisierten Workflows der Analysen wurden an Proben aus großen Populationskohorten verschiedener klinischer Studien validiert. Dann wurden die Ergebnisse mit spezifischen Einzelnukleotid-Polymorphismen abgeglichen, was klar belegte, dass alle Methoden für die hochdurchsatzfähige biometrische Forschung geeignet sind. Intensiv wurde auch auf die Entwicklung entsprechender Software hingearbeitet – ein enormer Engpass in der HTP-Glykomik. So entwickelte das Team benutzerfreundliche Software-Tools für die HTP-Analyse und Interpretation großer Datensätze. Durch Kooperation zwischen akademischer und industrieller Forschung konnte die Technologie von HIGHGLYCAN erfolgreich in innovative Produkte und Dienstleistungen umgesetzt werden. Zudem vereinfachte die klinische Forschungsinitiative der Projektpartner den effizienten Transfer der neuen Technologie in die Biomarkerforschung. Die Ergebnisse der Studie fanden Eingang in eine Vielzahl von Anwendungen, etwa systembiologische Ansätze für Glykosylierungsanalysen, was künftige Forschungen zu komplexen genetischen Netzwerken der Proteinglykosylierung voranbringen wird, insbesondere in der Biomarkerforschung.
Schlüsselbegriffe
Glykosylierung, HIGHGLYCAN, Ultrahochleistungs-Flüssigkeitschromatographie, Massenspektrometrie, Biomarker
