Niente lipidi, senza vita. In tutti gli organismi, i lipidi formano le pareti cellulari, immagazzinare energia e rilasciarla quando necessario, e svolgono un ruolo importante nella segnalazione cellulare. È stato dimostrato che i cambiamenti nella composizione dei lipidi svolgono un ruolo causale in malattie come il cancro, fegato grasso e sclerosi multipla. Secondo stime approssimative, ce ne sono circa 300, 000 diverse specie lipidiche. Per la rilevazione dei lipidi indicativi di malattie, organismi sani e malati vengono generalmente confrontati quantitativamente. Questo confronto richiede informazioni affidabili e dettagliate sulla struttura e la composizione dei lipidi da campioni di tessuto - e a tal fine i ricercatori dell'iniziativa BioTechMed-Graz hanno sviluppato uno strumento che viene presentato nell'attuale numero di Metodi della natura .

Lipidi con carattere

I lipidi - spesso chiamati semplicemente grassi - sono sostanze complesse che, oltre a vari altri componenti, sono costituiti prevalentemente da acidi grassi. Nella ricerca sui lipidi, però, ci sono ancora molte cose sconosciute. Anche, la rilevazione delle proprietà strutturali delle molecole lipidiche in profili ad alto rendimento è ancora agli inizi. Nel metodo ad alta produttività presentato, un gran numero di campioni viene misurato mediante spettrometria di massa. Questi dati (cioè, spettri) forniscono informazioni per identificare il tipo e la classe di lipidi o il tipo e la posizione delle catene aciliche grasse. Però, gli spettri misurati possono differire tra una e la stessa specie lipidica, perché i lipidi mostrano frammenti diversi negli spettri a seconda della configurazione dello spettrometro di massa e della ionizzazione. A causa di questa diversità spettrale, fino ad ora non esisteva un software bioinformatica universalmente applicabile per il rilevamento automatizzato delle strutture lipidiche.

Gerhard Thallinger dell'Istituto di biotecnologia computazionale del TU Graz spiega la necessità della caratterizzazione lipidica automatizzata:"Dettagli rapidi e affidabili sulla composizione lipidica dei campioni cellulari sono un prerequisito per i confronti con campioni di riferimento da cellule sane - che sono necessari per il rilevamento delle caratteristiche dei biomarcatori per le malattie. La domanda importante è quali cambiamenti nella composizione lipidica delle cellule sono rilevanti nella diagnostica?"

L'"analizzatore di dati lipidici", quali ricercatori della TU Graz, Med Uni Graz e University of Graz hanno pubblicato su Nature Methods, faciliterà enormemente il lavoro nella ricerca biomedica e accelererà definitivamente la ricerca sui lipidi - di questo Jürgen Hartler, anche presso l'Istituto di Biotecnologie Computazionali, è convinto:"Il metodo che abbiamo sviluppato in collaborazione con i colleghi di Med Uni Graz e Uni Graz, interpreta gli spettri lipidici utilizzando set di regole intuitive e può essere adattato in modo flessibile a varie caratteristiche di frammentazione. Ciò rende possibile per la prima volta identificare i lipidi a un livello strutturale molto dettagliato in modo più preciso e affidabile rispetto alle soluzioni precedenti." Il team TU Graz era responsabile dello sviluppo del software, gli esperimenti di spettrometria di massa e i test di usabilità sono stati effettuati presso il Center for Medical Research (ZMF) dell'Università di Medicina di Graz e l'Università di Graz, e gli esperimenti biologici sono stati effettuati presso l'Università di Graz.

Estendibile ad altri prodotti metabolici come gli zuccheri

Nello studio presentato, il Lipid Data Analyzer ha rilevato più di 100 nuove specie di lipidi, che in precedenza non erano stati segnalati. Lo strumento può essere adattato in modo flessibile, e non solo per nuove classi di lipidi. Può essere usato, ad esempio, caratterizzare polisaccaridi e glicolipidi, cioè lipidi con zuccheri attaccati. I ricercatori forniscono il loro analizzatore di dati lipidici come open source alla comunità scientifica.