Met massaspectrometrie kun je zeldzame eiwitten in bloed net zo goed meten als met een klassiek ELISA-assay met antilichamen. En je bent veel sneller klaar, schrijven onderzoekers van Pacific Northwest National Laboratory in een artikel dat deze week door PNAS online wordt gezet.
De tijdwinst zit daarbij vooral in het feit dat je niet eerst meer een antilichaam hoeft te ontwikkelen dat specifiek is voor het gezochte eiwit. Volgens eerste auteur Wei-Jun Qian gaat daar al snel anderhalf jaar overheen, wat knap vervelend is als je in het kader van lopend onderzoek ‘eventjes’ wilt nagaan of een zojuist ontdekt eiwit nut heeft als biomarker.
Op zich is het geen probleem om met massaspectrometrie eiwitten te detecteren, en je hebt er per definitie geen antilichamen voor nodig. Alleen is MS niet gevoelig genoeg om de concentraties, waarin biomarkers plegen voor te komen, kwantitatief te meten.
De PRISM-techniek, zoals de onderzoekers het noemen, haalt daarom twee trucs uit met het bloedmonster. Ten eerste concentreert het alle aanwezige eiwitten met behulp van HPLC-chromatografie. In de piek, die het gezochte eiwit bevat, ligt de concentratie een factor 100 boven die in het oorspronkelijke bloed.
Om te weten welke piek je precies moet hebben, maken de onderzoekers het gezochte eiwit na in het lab. Daarbij bouwen ze afwijkende stikstof- en koolstofisotopen in. Het synthetische eiwit, dat dus zwaarder is dan de natuurlijke variant, voegen ze toe aan het bloedmonster. Voor de HPLC maakt het gewicht niet uit, dus beide varianten komen er tegelijk uit. De MS sorteert juist wel op massa, dus aan dat signaal kun je uitstekend zien in welke piek de afwijkende isotopen zitten.
De onderzoekers hebben het eerst uitgeprobeerd met prostaatspecifiek antigeen (PSA). Dat voegde ze toe aan bloedmonsters van vrouwen, die per definitie geen PSA bevatten. Een toevoeging van 50 picogram per milliliter bleek nog meetbaar; de gevoeligheid zit daarmee op het niveau van een ELISA-test en inderdaad een factor 100 boven die van conventionele MS.
Metingen aan bloed van prostaatkankerpatiënten, waarin PSA de belangrijkste biomarker is, bevestigden dat PRISM net zo goed presteert als ELISA. Ze lieten tevens zien dat ELISA systematisch 2 op de 3 PSA-moleculen mist, wat doet vermoeden dat er van dat eiwit verschillende verschijningsvormen bestaan: het antilichaam pikt er maar eentje op, terwijl PRISM ze allemaal ‘ziet’.
Grootste nadeel lijkt te zijn dat PRISM zich slecht leent voor high-throughputanalyse, waar ELISA juist uitstekend geschikt voor is. Grote aantallen biomarkers testen kost met PRISM dus veel meer tijd. Maar de onderzoekers verwachten dat de tijdwinst, veroorzaakt door het overslaan van de antilichamen-stap, daar wel tegenop zal wegen.
Nog geen opmerkingen