Met behulp van een nieuwe methode om bloedeiwitten te analyseren, zouden mensen veel eerder levensreddend kunnen worden behandeld voor kanker en andere ziekten.

Een paper van onderzoekers van Pacific Northwest National Laboratory beschrijft een nieuwe manier om bloedmonsters voor te bereiden en te analyseren die het vermogen van onderzoekers om eiwitten te detecteren die in zeer lage concentraties voorkomen - zo weinig als 10 picogram per milliliter bloed - aanzienlijk verbetert. Zo klein, moeilijk te detecteren concentraties komen vaak voor bij ziekteverwekkende eiwitten, die ook wel biomarkers worden genoemd.

Veel onderzoekers identificeren eiwitten met behulp van antilichamen, Y-vormige eiwitten die zich vastgrijpen aan eiwitten waarvoor ze speciaal zijn ontworpen. Maar veel eiwitten hebben ofwel geen bijpassende antilichamen of de antilichamen die ze wel hebben, zijn niet goed genoeg om eiwitten te vinden als er maar weinig aanwezig zijn.

Onderzoekers gebruiken al lang op deze manier antilichamen, maar massaspectrometrie biedt een aantrekkelijk alternatief dat effectiever is in het identificeren van eiwitten. Om een ​​bepaald eiwit in bloed of andere biologische monsters te analyseren, onderzoekers gebruiken een massaspectrometriebenadering genaamd geselecteerde reactiemonitoring, ook wel SRM genoemd. SRM zoekt specifiek naar unieke peptiden die wijzen op de aanwezigheid van een gericht eiwit.

In 2012, PNNL-wetenschappers verbeterden standaard SRM toen ze een nieuwe methode ontwikkelden, PRISM-SRM genaamd, die een monster scheidt in 96 fracties en bepaalt welke van die fracties gerichte eiwitten bevat. Hierdoor kunnen onderzoekers een verrijkt monster met meer gerichte eiwitten door de massaspectrometer laten lopen. Als resultaat, het kan eiwitten detecteren die voorkomen in concentraties tussen 1 nanogram en 100 picogram per milliliter in het bloed. Het gevoeligheidsniveau van 100 picogram treedt op wanneer gewone eiwitten die niet gerelateerd zijn aan ziekte worden verwijderd via een proces dat uitputting wordt genoemd, terwijl een gevoeligheid van 1 nanogram optreedt wanneer gewone eiwitten niet zijn uitgeput.

Maar ze wilden nog steeds eiwitten detecteren die in nog kleinere hoeveelheden aanwezig zijn. Om een ​​monster met nog meer van de gewenste eiwitten door een massaspectrometer te laten lopen, een team van PNNL-onderzoekers onder leiding van Tao Liu creëerde een nieuw proces dat vooraf begint met grotere monsterhoeveelheden. Nadat het eerste monster in 96 fracties is gesneden, de wetenschappers isoleerden de fractie met het beoogde eiwit, vergelijkbaar met wat ze hadden gedaan met PRISM. Volgende, ze scheidden juist die fractie in nog eens 96 - en isoleerden opnieuw de fractie die het eiwit van belang bevatte.

Genaamd deep-dive SRM, deze nieuwe benadering maakt het mogelijk om eiwitten die in het oorspronkelijke bloedmonster aanwezig zijn te richten in concentraties van slechts 10 picogram per milliliter - en zonder dat antilichamen of voorafgaande uitputting nodig zijn. Dat verhoogt de gevoeligheid van deze methode met ongeveer 100, 000 keer vergeleken met conventionele SRM-analyse en ongeveer 100 keer vergeleken met PRISM-SRM.

Deep-dive SRM zou door onderzoekers kunnen worden gebruikt om ziekte-indicerende eiwitten in elk biologisch of klinisch monster te identificeren voordat ze overvloediger worden - inclusief het mogelijk diagnosticeren van kanker voordat een tumor op andere manieren kan worden gedetecteerd. Een dergelijke vroege detectie kan de kansen vergroten om het leven van een patiënt te redden.