Los investigadores dirigidos por Neil Kelleher, Ph.D., profesor de Medicina en la División de Hematología y Oncología y de Bioquímica y Genética Molecular, han desarrollado una nueva técnica de imagen que aumenta cuatro veces la detección de proteoformas intactas en comparación con los métodos actuales de imagen de proteínas. .

La técnica de imagen, detallada en un artículo reciente publicado en Science Advances , proporciona imágenes de alta resolución y alto rendimiento de proteoformas o todas las versiones modificadas de proteínas. Es importante destacar que la técnica es "sin etiquetas", no requiere anticuerpos y puede identificar proteoformas completas directamente de cualquier tejido no fijado. Actualmente, la técnica puede detectar aproximadamente 1000 proteoformas y localiza proteoformas con una resolución espacial de 40 a 70 micrones.

Varias técnicas se utilizan comúnmente para obtener imágenes de proteínas en tejido humano, pero muy pocas son capaces de obtener imágenes de proteoformas. Aquellos que pueden obtener imágenes de proteoformas completas lo hacen separando la proteoforma del tejido e ionizándolas para espectrometría de masas. Sin embargo, estas técnicas ofrecen una baja especificidad molecular.

Para abordar este problema, el equipo de Kelleher desarrolló espectrometría de masas de imágenes de proteoformas (PiMS). La técnica funciona extrayendo proteoformas del tejido con nanogotas, "pesando" las proteoformas extraídas para identificarlas y luego usando estos datos para construir imágenes de proteoformas del tejido escaneado.

"La verdadera innovación con PiMS es que combina una sólida técnica existente para extraer e ionizar proteoformas, nanoDESI, con una tecnología innovadora para la espectrometría de masas de iones individuales que fue inventada conjuntamente por Thermo Fisher Scientific y Northwestern Proteomics. En comparación con las técnicas de detección regulares, La espectrometría de masas de iones individuales ofrece hasta 500 veces más sensibilidad y 20 veces más poder de resolución. Eso aumenta significativamente el poder de la técnica, y PiMS detecta proteoformas más grandes y más raras y amplía en gran medida los límites de la cobertura del proteoma", dijo Kelleher, quien también es director del Centro de Excelencia de Proteómica de Northwestern, del Centro de Proteómica del Centro Integral de Cáncer Robert H. Lurie y del Instituto de Química de Procesos de Vida de Northwestern.

Para demostrar las capacidades de PiMS, el equipo de Kelleher utilizó la técnica para obtener imágenes de proteoformas de unidades funcionales del riñón humano. Estas imágenes revelaron distintas localizaciones espaciales de proteoformas de diferentes regiones anatómicas y unidades funcionales de tejido, como la corteza renal frente a la médula.

La mayor cobertura de proteoma de PiMS también abre la puerta a aplicaciones más amplias en el mapeo de tejidos moleculares, identificando nuevos biomarcadores y mejorando el diagnóstico de enfermedades, según Kelleher.

"Recientemente, ha habido un gran impulso en la genómica y la proteómica para la biología unicelular:capturar mejor la heterogeneidad de las enfermedades mediante el uso de enfoques espaciales o unicelulares que conservan las muchas señales diversas en lugar de enfoques masivos que mezclan todos los tipos de células y regiones juntas. El enfoque espacial en particular agrega una precisión mucho mayor para la imagen de proteínas y actualmente lo estamos impulsando para identificar miles de proteoformas con resolución de una sola célula ", dijo Kelleher. + Explora más

Proyecto de proteoforma humana para mapear proteínas en el cuerpo humano