I ricercatori guidati da Neil Kelleher, Ph.D., professore di Medicina nella Divisione di Ematologia e Oncologia e di Biochimica e Genetica Molecolare, hanno sviluppato una nuova tecnica di imaging che aumenta di quattro volte il rilevamento delle proteoforme intatte rispetto agli attuali metodi di imaging delle proteine .

La tecnica di imaging, dettagliata in un recente articolo pubblicato su Science Advances , fornisce immagini ad alta risoluzione e ad alto rendimento delle proteoforme o di tutte le versioni modificate delle proteine. È importante sottolineare che la tecnica è "senza etichetta", non richiede anticorpi e può identificare intere proteoforme direttamente da qualsiasi tessuto non fissato. La tecnica è attualmente in grado di rilevare circa 1.000 proteoforme e localizza le proteoforme con una risoluzione spaziale compresa tra 40 e 70 micron.

Diverse tecniche sono comunemente utilizzate per visualizzare le proteine ​​​​nel tessuto umano, ma pochissime sono in grado di visualizzare le proteoforme. Quelli che possono visualizzare intere proteoforme lo fanno separando la proteoforma dal tessuto e ionizzandole per la spettrometria di massa. Tuttavia, queste tecniche offrono una bassa specificità molecolare.

Per affrontare questo problema, il team di Kelleher ha sviluppato la spettrometria di massa di imaging proteoforme (PiMS). La tecnica funziona estraendo proteoforme dal tessuto con nanogoccioline, "pesando" le proteoforme estratte per identificarle e quindi utilizzando questi dati per costruire immagini proteoformi del tessuto scansionato.

"La vera innovazione con PiMS è che accoppia una solida tecnica esistente per l'estrazione e la ionizzazione di proteoforme, nanoDESI, con una tecnologia rivoluzionaria per la spettrometria di massa ionica individuale che è stata co-inventata da Thermo Fisher Scientific e Northwestern Proteomics. Rispetto alle normali tecniche di rilevamento, La spettrometria di massa ionica individuale offre fino a 500 volte più sensibilità e 20 volte più potere risolutivo. Ciò aumenta significativamente la potenza della tecnica e PiMS rileva proteoforme più grandi e più rare ed estende notevolmente i limiti della copertura del proteoma", ha affermato Kelleher, che è anche direttore del Proteomics Center of Excellence della Northwestern, della Proteomics Core Facility del Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center e del Chemistry of Life Processes Institute della Northwestern.

Per dimostrare le capacità di PiMS, il team di Kelleher ha utilizzato la tecnica per visualizzare le proteoforme dalle unità funzionali del rene umano. Queste immagini hanno rivelato localizzazioni spaziali distinte di proteoforme provenienti da diverse regioni anatomiche e unità di tessuto funzionale come la corteccia renale rispetto al midollo.

Secondo Kelleher, la maggiore copertura del proteoma di PiMS apre anche la strada ad applicazioni più ampie nella mappatura dei tessuti molecolari, identificando nuovi biomarcatori e migliorando la diagnosi delle malattie.

"Recentemente, c'è stata una grande spinta nella genomica e nella proteomica per la biologia unicellulare:catturare meglio l'eterogeneità delle malattie utilizzando approcci spaziali o unicellulari che preservano i molti segnali diversi invece di approcci di massa che mescolano tutti i tipi di cellule e L'approccio spaziale, in particolare, aggiunge una precisione molto maggiore per l'imaging delle proteine ​​e attualmente lo stiamo spingendo per identificare migliaia di proteoforme con risoluzione unicellulare", ha affermato Kelleher. + Esplora ulteriormente

Progetto di proteoforme umana per mappare le proteine ​​nel corpo umano