Klinische Massenspektrometrie für Proteomik

Massenspektrometrisch kann Art und Menge einer Substanz in einer ionisierten Probe nachgewiesen werden, indem nach Masse und Ladung getrennt wird. Mit dieser analytischen Technik konnten bereits in zahlreichen Gebieten Materialien klassifiziert und Proben analysiert werden, was künftig auch für die Proteomik von Bedeutung sein dürfte. Bislang steht jedoch kein Werkzeug zur Verfügung, das die Identifizierung von Biomarkern für die klinische Proteomik ermöglicht.

Biomoleküle sind im ionisierten Zustand relativ instabil und fragmentiert. Für die Analyse solcher Proben eignet sich daher das MALDI-Verfahren (Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation) da es ein weiches Ionisationsverfahren ist, das biologische Proben schont. Mit MALDI MS können mehrere Analyten direkt aus intakten Geweben analysiert werden, einschließlich klinischer Proben, ohne dass zielspezifische Reagenzien eingesetzt werden müssen. Das EU-finanzierte Projekt "Ultra high performance MALDI mass spectrometer for basic research use and clinical applications" (EUROMALDI) arbeitete nun an einer bahnbrechenden Proteomikplattform.

An dem Kooperationsvorhaben waren ein global führender Hersteller von MALDI MS aus dem Vereinigten Königreich und ein französisches Hochschulkonsortium bestehend aus sechs Forschergruppen, einem Krankenhaus und dem Französischen Nationalinstitut für Gesundheit und medizinische Forschung (INSERM) beteiligt. Die Wissenschaftler optimierten das von der britischen Firma entwickelte MALDI MS-Instrument für die hochauflösende Hochdurchsatzanalyse von Proteinen, Lipiden und Kohlenhydraten für klinische Anwendungen. Der Prototyp analysiert Zellen aus zwei der bösartigsten Tumorerkrankungen: dem Glioblastom (sehr invasiver maligner Hirn- und Rückenmarkstumor) und dem Pankreaskarzinom.

Im ersten Berichtszeitraum sind deutliche Fortschritte zu verzeichnen. So führt das Team künftig Tandem-MS mit mindestens zwei Stufen der Massenanalyse durch und entwickelt innovative Software für Tandem-MS und Lipidomik. Alle geplanten Software-Komponenten sind entweder in der Test- oder Prototypphase, und die Funktionen der neuen MALDI MS-Plattform übertreffen bereits erste Erwartungen.

Der Verbund aus Industrie und Hochschulforschung, der hinter den Erfolgen von EUROMALDI steht, wird die Marktposition des Herstellers verbessern und gleichzeitig wichtige Investitionen für das wissenschaftliche Forschungskonsortium erschließen, da dessen internationale Position gestärkt wird. Somit dürfte die Echtzeit-Identifizierung von krankheitsassoziierten Protein-, Lipid- und Kohlenhydrat-Molekülen in der klinischen Praxis die Diagnose, Prävention und Behandlung revolutionieren.