Abstrakt

Massenspektrometrie-Kongress 2019: Swath-Massenspektrometrie als Instrument zur quantitativen Profilierung des Knochenmarkplasmas bei alkoholbedingter Lebererkrankung – Renu Goel – Translational Health Science and Technology Institute, Indien

Renu Goel       

Alkoholische Hepatitis ist durch akutes oder akut-auf-chronisches Leberversagen gekennzeichnet und mit einer hohen Sterblichkeit verbunden. Für Personen mit hohem Sterberisiko sollten spezielle Therapien in Betracht gezogen werden. Der Model for End-Stage Liver Disease (MELD)-Score ist ein Marker für die Schwere der Erkrankung und die Sterblichkeit bei Personen mit chronischer alkoholbedingter Lebererkrankung. Ziel des Autors ist es, einen diagnostischen Biomarker für die Schwere der Erkrankung zusammen mit dem MELD-Score zu ermitteln, der zur Vorhersage der kurzfristigen Sterblichkeit bei Personen mit alkoholischer Hepatitis verwendet werden kann. Das Verständnis der molekularen Pathogenese ist für die Behandlung der Erkrankung von entscheidender Bedeutung. Sie verwendeten eine sequentielle Fenstererfassung aller theoretischen Massenspektren (SWATH-MS), um nach entscheidenden Proteinen zu suchen, die am Krankheitsverlauf beteiligt sind. Im Rahmen einer klinischen Studie zur Stammzellentherapie wird Knochenmarkplasma von Patienten mit chronischer Lebererkrankung entnommen. In dieser Studie wurde eine quantitative Proteomik von Knochenmarkplasma mit niedrigen und hohen MELD-Scores mit normalem Knochenmarkplasma von Patienten mit nicht-zirrhotischer portaler Hypertonie verglichen, deren Leberfunktionstest unter Verwendung einer SWATHMS-Strategie normal war. Insgesamt wurden in allen Gruppen 232 Proteine ??differenziell exprimiert. Bei Patienten mit einem MELD-Score von <15 im Vergleich zur Kontrollgruppe sind 17 Proteine ??herunterreguliert und 81 hochreguliert. Darüber hinaus sind 37 Proteine ??herunterreguliert und 59 hochreguliert, wenn der MELD-Score von >15 mit der Kontrollgruppe verglichen wird. Die Hemmung der Gerinnung, des Komplementsystems und der intrinsischen Prothrombinwege wird durch Funktionsanalyse aufgedeckt. Humorale Immunantwort, Immunzelltransport und Entzündungswege werden im Zuge der Entwicklung des physiologischen Systems angereichert. Proteine, die in dieser Studie vorläufig entdeckt wurden, können mit einer Dysregulation des Knochenmarkmikromilieus während des Krankheitsverlaufs in Zusammenhang stehen. Nach Kenntnis des Autors bietet diese Studie die umfassendste Ansicht des Knochenmarkplasmas bei niedrigem und hohem MELD-Score und identifiziert Hunderte von differenziell exprimierten Proteinen, die zusammen eine reichhaltige Ressource für neue Arzneimitteltargets oder die Entdeckung diagnostischer Biomarker bilden. SWATH MS ist eine Methode zur unabhängigen Datenerfassung (DIA), die darauf abzielt, traditionelle Proteomiktechniken auf Basis der Massenspektrometrie wie Shotgun- und SRM-Methoden zu ergänzen. Im Wesentlichen ermöglicht es eine vollständige und dauerhafte Aufzeichnung aller Fragmentionen nachweisbarer Peptidvorläufer, die in einer biologischen Probe vorhanden sind. Es kombiniert somit die Vorteile der Shotgun (hohe Geschwindigkeit) mit denen des SRM (hohe Reproduzierbarkeit und Konsistenz). SWATH MS ist in der Lage, das Matrisom in nicht angereicherten und ECM-angereicherten Geweben quantitativ zu analysieren. SWATH MS bietet eine reproduzierbarere Abdeckung des Matrisoms im Vergleich zu DDA MS. Die quantitative Analyse durch SWATH MS zeigt, dass die Lunge einen höheren Gehalt an matrisomalem Protein aufweist als die Leber. Im DIA-Erfassungsaufbaudas Massenspektrometer durchläuft innerhalb einer Zykluszeit von 2 bis 4 Sekunden eine Reihe von Vorläufererfassungsfenstern, die einen gesamten Massenbereich von 400 bis 1200 m/z abdecken sollen, der von einem Quadrupol-Massenanalysator problemlos abgedeckt werden kann und in den die meisten tryptischen Peptidvorläufer eines Organismus fallen. Während jedes Zyklus fragmentiert das Massenspektrometer somit alle Vorläufer des Quadrupol-Isolationsfensters (z. B. 475 bis 500 m/z für 25 Da breite Fenster) und zeichnet ein vollständiges und hochpräzises Ionenspektrum aller in diesem Isolationsfenster ausgewählten Vorläufer auf. Alkoholische Lebererkrankungen sind die Folge von übermäßigem Alkoholkonsum, der die Leber schädigt und zu Fettansammlung, Entzündungen und Vernarbungen führt. Sie können tödlich sein. Die Krankheit ist eine der Hauptursachen für chronische Lebererkrankungen in westlichen Ländern. Im menschlichen Körper ist die Leber eines der komplexesten Organe. Zu ihren Aufgaben gehören das Filtern von Giftstoffen aus dem Blut, die Speicherung von Energie, die Herstellung von Hormonen und Proteinen sowie die Regulierung von Cholesterin und Blutzucker. Leberschäden können den gesamten Körper beeinträchtigen. Sobald der Schaden beginnt, kann es lange dauern, bis er sichtbar wird, da die Leber sich normalerweise sehr gut regenerieren und reparieren kann. Wenn der Schaden bemerkt wird, ist er oft bereits irreversibel. Alkoholbedingte Lebererkrankungen sind die häufigste Ursache für chronische Lebererkrankungen in westlichen Ländern und der dritthäufigste Grund für Lebertransplantationen. Nur durch Verzicht auf Alkohol kann eine Person genesen. Zu den Behandlungsmöglichkeiten gehören Medikamente, Änderungen des Lebensstils und Operationen. Die empfohlenen Tagesmengen betragen nicht mehr als ein alkoholisches Getränk pro Tag für Frauen und nicht mehr als zwei alkoholische Getränke pro Tag für Männer. Die ersten Anzeichen einer alkoholbedingten Lebererkrankung sind unspezifisch und beeinträchtigen verschiedene Systeme im Körper. Neben einem allgemeinen Unwohlsein können die Anzeichen Folgendes umfassen: Bauchschmerzen, Übelkeit und Erbrechen, Durchfall und verminderten Appetit. Die deutlichsten Anzeichen einer fortgeschrittenen Lebererkrankung sind: Gelbsucht oder eine Gelbfärbung des Weiß der Augen und der Haut, Ödeme oder Schwellungen der unteren Gliedmaßen, Flüssigkeitsansammlung im Bauchraum (Aszites), Fieber und Schüttelfrost; extrem juckende Haut; sich stark krümmende Nägel (Schlägerfingernägel); erheblicher Gewichtsverlust; allgemeine Schwäche und Muskelschwund; Blut im Erbrochenen und im Stuhl; leichteres Bluten und blaue Flecken sowie stärkere Reaktionen auf Alkohol und Drogen. Wenn bei einer Person zu irgendeinem Zeitpunkt eine alkoholbedingte Lebererkrankung diagnostiziert wurde, wird empfohlen, nie wieder mit dem Trinken zu beginnen. Alle Beschwerden, die sich verbessert haben, kehren in der Regel zurück, wenn wieder mit dem Trinken begonnen wird. Da Alkoholabhängigkeit es schwieriger machen kann, mit dem Alkoholkonsum aufzuhören, ist es notwendig, den Alkoholkonsum schrittweise zu reduzieren. Wer regelmäßig mehr als die empfohlene tägliche Alkoholmenge trinkt, sollte nicht ohne ärztliche Hilfe mit dem Trinken aufhören. Ein Alkoholentzug kann lebensbedrohlich sein. Menschen sollten die Hilfe eines Arztes in Anspruch nehmen, um einen Alkoholentzug sicher zu bewältigen.Die empfohlenen Tagesmengen betragen nicht mehr als ein Getränk pro Tag für Frauen und nicht mehr als zwei Getränke pro Tag für Männer. Kognitive Verhaltenstherapie (CBT) und Medikamente, sogenannte Benzodiazepine, können zur Linderung der Entzugserscheinungen bei Alkoholikern eingesetzt werden. Menschen mit schwerer Alkoholabhängigkeit können zur genaueren Überwachung in eine stationäre Rehabilitationseinrichtung aufgenommen werden. Eine kontinuierliche Behandlung kann dann erforderlich sein, um einen Rückfall in den Alkoholkonsum zu verhindern. Medikamente wie Acamprosat, Naltrexon, Topiramat, Baclofen und Disulfiram können ebenfalls zur Vorbeugung von Rückfällen eingesetzt werden.