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MALDI Imaging Mass Spectrometry (IMS) zur Untersuchung von Synovialgewebe von Patienten mit rheumatoider Arthritis und Osteoarthritis
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Veröffentlicht: | 23. Oktober 2013 |
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Fragestellung: Die Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine Autoimmunkrankheit, geprägt von Knorpel- und Kochenschäden, verursacht durch Lymphozyten- und Fibroblastenproliferation sowie Proliferation der synovialen Deckzellschicht. Die Ursache und Pathogenese der RA ist noch nicht bekannt. Eine möglichst frühe und präzise Diagnostik ist notwendig für eine angemessene Therapie. Die Diagnose der RA wird gemäß der ACR-Kriterien (American Congress of Rheumatology) gestellt. Für eine personalisierte medizinische Behandlung der verschiedenen RA-Subtypen und Phasen ist eine exakte Beschreibung der Pathologie des Synovialgewebes nötig um die entsprechende Zellpopulation in der Therapie zu behandeln. Ziel der Studie ist es mittels Matrix-assisted laser desorption/inonization (MALDI) Massenspektrometrie (MS) Unterschiede in Peptid-Ion Signalintensitäten in den unterschiedlichen Arealen des Synovialgewebes zu identifizieren.
Methodik: Patienten wurden nach den ACR Kriterien klassifiziert. Serienschnitte von Formalin-fixierten Paraffin-eingebetteten (FFPE) Gewebeschnitten wurden mit H&E zur histologischen Begutachtung durch einen Pathologen gefärbt. Ausgewählte Kompartimente (synoviale Deckzellschicht und synoviales Stroma/10 diskrete Areale pro Einheit) wurden digital markiert und mit dem benachbarten, ungbehandelten Serienschnitt digital zusammengeführt. Zur MALDI MS Analyse wurden Trypsin und Matrix-Lösung auf die ausgewählten Areale mit einem automatisierten Roboter-Spotter aufgetragen. Pixel-Koordinaten der Areale wurden zu einem Massenspektrometer übertragen und Massenspektra wurden in reflector mode mit einem Autoflex Speed (Bruker) gemessen. Die generierten Daten wurden statistisch ausgewertet (ClinProTools 3.0) um Peptid-Ion Marker-Kandidaten zu erhalten. Insgesammt wurden 20 Gewebeproben analysiert. Einige Gewebeproben wurden komplett gemessen um die Verteilung der Massenladungsverhältnisse (m/z) der generierten Peptid-Marker im Gesamtgewebe darzustellen.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Verschiedene m/z Werte stehend für verschiedene Peptid-Ionen wurden in beiden Kompartimenten gemessen. Einige Peptide wurden mit größerer Signalintensität in der synovialen Deckzellschicht im Vergleich zum synovialen Stroma gemessen (Confidence level 95%, 1,7 fold change). Andere Peptide waren mit größerer Signalintensität im synovialen Stroma präsent.
Mittels MALDI MS imaging and profiling konnten wir verschiedene Peptid-Muster und Signalintensitäten in unterschiedlichen Kompartimenten der Synovialmembran demonstrieren. Weitere Studien mit größerer Probenzahl sind nötig um eine größere statistische Sicherheit zu erreichen und um Subtypen der unterschiedlichen Krankheitstadien zu identifizieren um eine peronalisierte medizinische Behandlung zu ermöglichen.