Direkte Infusions-Massenspektrometrie zur schnellen Kartierung des metabolischen Flusses von mit stabilen Isotopen markierten Substraten
Abstract
Die Direktinfusions-Hochauflösungs-Massenspektrometrie (DI-HRMS) ermöglicht die schnelle Profilierung komplexer Metabolitgemische in Blut, Liquor, Gewebeproben und Zellkulturen. Wir präsentieren hier eine DI-HRMS-Methode zur schnellen Bestimmung metabolischer Flüsse isotopenmarkierter Substrate in Zellkulturen und Organoiden. Dazu haben wir eine automatisierte Annotationspipeline angepasst und markierte Addukte ausgewählt, die die Mehrheit der C- und/oder N-markierten Zwischenprodukte der Glykolyse und des Citratzyklus sowie einige ihrer Derivate repräsentieren. Zusätzlich wurden Valin, Leucin und verschiedene Abbauprodukte einbezogen. Wir zeigen, dass DI-HRMS sowohl erwartete als auch unerwartete Veränderungen der metabolischen Flüsse entlang dieser Stoffwechselwege bestimmen kann, die durch die genetische Veränderung einzelner Stoffwechselenzyme, darunter Pyruvatdehydrogenase (PDHA1) und Glutaminase (GLS), hervorgerufen werden. Darüber hinaus kann es metabolische Anpassungen an den Verlust der Methylmalonyl-CoA-Mutase in patienteneigenen Leberorganoiden präzise identifizieren. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Leistungsfähigkeit der DI-HRMS in Kombination mit stabilen isotopenmarkierten Verbindungen als effiziente Screening-Methode für die Fluxomik.
Beratung Interchim Scientific® Triversa® NanoMate® (Advion, Ithaca, NY) wurde genutzt.
