Identificazione dei biomarcatori della proteina per COPD dal condensato esalato dell'aria

La malattia polmonare ostruttiva cronica (COPD) è una condizione medica dove il danneggiamento delle vie respiratorie piombo ad una risposta infiammatoria cronica. In questo caso studi, scienziati da Pechino e biomarcatori novelli della proteina identificati Shanghai dal condensato esalato dell'aria munito dai pazienti di COPD. Questi campioni sono stati analizzati da cromatografia a fase mobile liquida accoppiati a spettrometria di massa (LC-MS).

La ricerca è descritta nel giornale di Proteomics.

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Polmoni descritti nel rosso
Miniera magica | Shutterstock

COPD è associato con i lungi periodi di inalazione del fumo, per esempio dalle sigarette o dalla masterizzazione dei biomateriali. Il fumo irrita i tessuti delle gallerie di ventilazione, suscitando le risposte infiammatorie e successivamente, respirando le difficoltà.

Verso la fine delle fasi della malattia, la reazione infiammatoria non cessa quando l'esposizione alle inalazioni del fumo cessa. Quindi, è di grande interesse identificare i nuovi biomarcatori per l'individuazione tempestiva di COPD.

La ricerca dei biomarcatori di COPD ha messo a fuoco sull'analisi di aria esalata, che contiene gli aerosol prodotti quando l'aria attraversa le gallerie di ventilazione. Le esalazioni sono bloccate solitamente nelle camere di condensazione mentre condensati esalati dell'aria (EAC) che possono essere analizzati mediante tecniche convenzionali.

Mentre parecchi biomarcatori sono stati trovati nella ricerca precedente, i campioni di EAC sono solitamente piccoli ed insufficienti per l'estesa analisi. Infatti, le indagini precedenti hanno dovuto usare i campioni riuniti di EAC dai pazienti o dai partecipanti multipli di controllo, invece di analizzare ciascuno determinato.

I ricercatori dagli ospedali universitari di Shanghai e della Cina in collaborazione con gli scienziati da CapitalBio la Technology Inc. hanno dimostrato che i campioni di EAC dai diversi partecipanti di studio possono essere usati per l'analisi di proteomics da cromatografia a fase mobile liquida della prestazione ultraelevata nana accoppiata a spettrometria di massa di Orbitrap (nanoLC-Q-MS).

Tag di massa in tandem che multiplexa per l'alta capacità di lavorazione Proteomics

I ricercatori hanno intrapreso gli studi clinici con i pazienti esterni adulti di COPD di 40-75 anni ed hanno comparato i loro risultati ai partecipanti in buona salute di studio dello stesso intervallo di età. Intorno a 2ml i campioni di EACs sono stati raccolti e la frazione della proteina è stata preparata per il proteomics mediante tecniche standard (depurazione della proteina seguita da digestione enzimatica ai frammenti del peptide).

Per la multiplazione, un tag di massa in tandem (TMT) è stato usato. TMTs è molecole con i gruppi funzionali che reagiscono con le proteine ed i peptidi. In spettrometria di massa in tandem, questi tag si disintegrano nei frammenti specifici con il profilo conosciuto di spettrometria di massa (cioè segnale della massa-per-tassa). Quindi, i campioni multipli della proteina possono essere analizzati in una singola esecuzione ed essere discernuti dal reticolo di frammentazione del tag determinato di TMT.

La specificità è raggiunta individuando gli isotopi non radioattivi C-13 e N-15 nelle posizioni molecolari conosciute dei contrassegni differenti di TMT, in modo da mentre le molecole differenti di TMT contengono lo stesso numero degli isotopi dell'azoto e del carbonio ed hanno la stessa massa (sono “isobariche "), i frammenti nel ms del tandem dipenderanno differente dalla posizione dei contrassegni dell'isotopo.

Identificazione dei biomarcatori nuovi dalle vie infiammatorie

Gli scienziati hanno identificato 257 proteine nei loro campioni di EAC di cui 234 proteine sono state osservate sia nei campioni pazienti di COPD che nei partecipanti in buona salute di studio. Contrariamente agli studi precedenti dove i campioni da parecchi partecipanti hanno dovuto essere riunito dovuto la dimensione del campione insufficiente, i ricercatori hanno indicato così che i volumi di CA 2 il ml EAC erano sufficienti per il nanoLC sensibile accoppiato a sig.ra di Orbitrap.

L'analisi quantitativa della proteina ha rivelato che 24 proteine significativamente differenziale sono state regolamentate (DR), con 15 su e 9 proteine downregulated. Di queste proteine del Dott, sei proteine sono state trovate che non erano state osservate negli studi precedenti su COPD. Queste proteine fa parte della via mitogene-attivata (MAPK) della chinasi proteica, che è ben nota per il suo ruolo nelle vie di segnalazione per le risposte infiammatorie.

Un biomarcatore per rilevazione iniziale o recente di COPD?

La ricerca ha suggerito che il proteomics delle esalazioni da LC-MS potesse indicare COPD, tuttavia, i biomarcatori identificati devono essere convalidati negli studi clinici supplementari e indipendenti.

Per di più, gli studi più a lungo termine saranno richiesti per dimostrare ai quali fase della progressione di COPD i biomarcatori diventano significativi, per determinare se possano servire da indicatori della tardi-fase o presto di COPD. Lo studio crea la pianificazione per valutare questo in un test clinico di cui la ricerca di biomarcatore descritta qui era il primo divisorio.

Sorgente

Sun C et al. (2019). Proteomics del condensato esalato del respiro in COPD stabile e dei comandi non-COPD facendo uso della massa in tandem etichetta (TMTs) la spettrometria di massa quantitativa: Uno studio pilota. Giornale di Proteomics. DOI: 10.1016/j.jprot.2019.103392.

Ringraziamenti

Gli autori di studio riconoscono l'analisi di proteomics da CapitalBio la Technology Inc., di cui gli scienziati non erano co-author dello studio. Gli autori notano che questo studio è stato registrato a www.clinicaltrials.gov ed hanno ricevuto l'approvazione dall'ufficio del comitato d'esame delle istituzioni dell'università di Pechino.

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Last Updated: Sep 9, 2019

Christian Zerfaß, Ph.D.

Written by

Christian Zerfaß, Ph.D.

Christian is an enthusiastic life scientist who wants to understand the world around us. He was awarded a Ph.D. in Protein Biochemistry from Johannes Gutenberg University in Mainz, Germany, in 2015, after which he moved to Warwick University in the UK to become a post-doctoral researcher in Synthetic Biology.

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