Un sonicateur pour microplaques validé dans une étude protéomique évaluée par des pairs

Hielscher Ultrasonics annonce que son sonicateur à ultrasons pour microplaques UIP400MTP a été validé avec succès dans une étude protéomique comparative évaluée par des pairs, publiée dans Proteomics (2024). L’étude démontre que la préparation d’échantillons par ultrasons en microplaques fournit des extraits protéiques reproductibles et de haute qualité, entièrement compatibles avec les workflows avancés de protéomique shotgun et de terminomique.

La publication « TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data » présente un nouveau cadre bio-informatique pour l’analyse de la protéolyse endogène directement à partir de jeux de données standard de spectrométrie de masse. Dans le cadre de la validation de la méthode, les auteurs ont comparé trois techniques d’homogénéisation tissulaire couramment utilisées : le broyage par billes (Precellys), la sonication en bain (Bioruptor) et la sonication ultrasonore en microplaques à l’aide de l’UIP400MTP.

Une couverture du protéome comparable, sans protéolyse artificielle

L’un des objectifs centraux de l’étude comparative était d’évaluer si les différentes méthodes d’extraction influencent l’identification et la quantification des peptides semi-spécifiques, essentiels à l’étude du traitement protéolytique endogène. Les résultats montrent que l’extraction ultrasonore basée sur l’UIP400MTP atteint une couverture du protéome comparable à celle des méthodes établies de désintégration mécanique, tout en maintenant des proportions constantes de peptides entièrement spécifiques et semi-spécifiques.
Fait important, les données démontrent que la sonication ultrasonore de haute puissance en microplaques n’introduit pas de clivage protéique artificiel, ce qui répond à une préoccupation courante en terminomique et dans l’analyse des peptides semi-spécifiques. Cela confirme que l’UIP400MTP assure une désintégration efficace des échantillons tout en préservant les signatures protéolytiques biologiquement significatives.

Reproductibilité quantitative des peptides semi-spécifiques selon les méthodes d’extraction –
Cartes thermiques de corrélation de Pearson des intensités transformées en log2 des peptides semi-spécifiques, comparant différentes méthodes d’extraction des protéines pour des échantillons de type sauvage (WT, à gauche) et knock-out (KO, à droite). Des coefficients de corrélation élevés (généralement ≥0,95) sont observés entre la sonication ultrasonore en microplaques avec l’UIP400MTP, le broyage par billes (Precellys®) et la sonication en bain (Bioruptor®), ce qui démontre une excellente concordance quantitative. Ces résultats confirment que l’ultrasonication en microplaques préserve les abondances relatives des peptides et est entièrement compatible avec les analyses de protéomique quantitative et de terminomique.
Étude et graphiques : ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Une reproductibilité élevée en protéomique quantitative

L’étude fait également état d’une reproductibilité quantitative élevée entre les méthodes d’extraction. Les analyses de corrélation de Pearson des intensités peptidiques ont révélé une forte concordance entre les échantillons traités avec l’UIP400MTP et ceux préparés par broyage par billes ou par sonication en bain, avec des coefficients de corrélation dépassant généralement 0,95.
Ces résultats confirment que la sonication ultrasonore en microplaques préserve les abondances relatives des peptides, ce qui la rend particulièrement adaptée à la protéomique différentielle, au multiplexage TMT et aux études axées sur les maladies nécessitant des comparaisons quantitatives précises.

Nombre de précurseurs peptidiques identifiés par spécificité et par méthode d’extraction
Comparaison du nombre de précurseurs peptidiques identifiés, classés selon leur spécificité enzymatique (entièrement spécifiques, semi-spécifiques C-terminaux et semi-spécifiques N-terminaux), pour trois méthodes d’extraction des protéines : le broyage par billes (Precellys®), la sonication en bain (Bioruptor®) et la sonication ultrasonore en microplaques à l’aide de l’UIP400MTP. Les données sont présentées pour des réplicats biologiques d’échantillons de rein de souris de type sauvage (WT) et knock-out (KO). Les résultats démontrent une couverture du protéome comparable et des distributions similaires des spécificités peptidiques pour toutes les méthodes d’extraction, ce qui indique que la sonication en microplaques basée sur l’UIP400MTP permet une extraction efficace des protéines sans augmenter le clivage protéolytique non spécifique.
Étude et graphiques : ©Cosenza-Contreras et al. 2024


Des workflows protéomiques standardisés et à haut débit

En combinant un apport d’énergie ultrasonore sans contact avec le traitement parallèle de plaques entières de 96 puits, l’UIP400MTP permet une préparation d’échantillons à haut débit, standardisée et compatible avec l’automatisation. Dans l’étude publiée, le système a été intégré avec succès dans un workflow protéomique avec marquage TMT et acquisition DIA, appliqué à un modèle murin de polykystose rénale.
Les auteurs concluent que l’ultrasonication en microplaques est entièrement compatible avec la protéomique shotgun moderne et permet l’analyse de la protéolyse endogène sans recourir à des étapes d’enrichissement biochimique laborieuses.

Un engagement en faveur de solutions scientifiquement validées

« L’inclusion de l’UIP400MTP dans une étude comparative rigoureuse et évaluée par des pairs souligne l’engagement de Hielscher Ultrasonics à fournir des technologies de préparation d’échantillons scientifiquement validées », a déclaré un représentant de l’entreprise. « Une validation indépendante dans des workflows protéomiques exigeants est essentielle pour les laboratoires à la recherche de solutions robustes, reproductibles et évolutives. »
L’étude complète est disponible en libre accès dans Proteomics (DOI : 10.1002/pmic.202300491).

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