Sonicatore per micropiastre validato in uno studio di proteomica sottoposto a revisione paritaria

Hielscher Ultrasonics annuncia che il suo sonicatore a ultrasuoni per micropiastre UIP400MTP è stato validato con successo in uno studio comparativo di proteomica sottoposto a revisione paritaria e pubblicato su Proteomics (2024). Lo studio dimostra che la preparazione dei campioni mediante ultrasuoni su micropiastra produce estratti proteici riproducibili e di alta qualità, pienamente compatibili con flussi di lavoro avanzati di proteomica shotgun e terminomica.

La pubblicazione, “TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data”, introduce un nuovo framework bioinformatico per l’analisi della proteolisi endogena direttamente da set di dati standard di spettrometria di massa. Nell’ambito della validazione del metodo, gli autori hanno confrontato tre tecniche comunemente utilizzate per l’omogeneizzazione dei tessuti: disgregazione mediante agitazione con sfere (Precellys), sonicazione in bagno (Bioruptor) e sonicazione a ultrasuoni su micropiastra con UIP400MTP.

Copertura del proteoma comparabile senza proteolisi artificiale

Un obiettivo centrale dello studio comparativo era valutare se diversi metodi di estrazione influenzassero l’identificazione e la quantificazione dei peptidi semispecifici, fondamentali per studiare i processi proteolitici endogeni. I risultati mostrano che l’estrazione a ultrasuoni UIP400MTP-based raggiunge una copertura del proteoma comparabile a quella dei metodi consolidati di disgregazione meccanica, mantenendo proporzioni coerenti di peptidi completamente specifici e semispecifici.
I dati dimostrano, in particolare, che la sonicazione a ultrasuoni ad alta potenza su micropiastra non introduce scissioni proteiche artificiali, rispondendo a una preoccupazione comune nella terminomica e nell’analisi dei peptidi semispecifici. Ciò conferma che UIP400MTP consente una disgregazione efficiente dei campioni preservando le firme proteolitiche biologicamente significative.

Riproducibilità quantitativa dei peptidi semispecifici tra i diversi metodi di estrazione –
Mappe di calore della correlazione di Pearson delle intensità dei peptidi semispecifici trasformate in log2, che confrontano diversi metodi di estrazione proteica per campioni wild-type (WT, a sinistra) e knock-out (KO, a destra). Si osservano coefficienti di correlazione elevati (tipicamente ≥0,95) tra la sonicazione a ultrasuoni su micropiastra con UIP400MTP, la disgregazione mediante agitazione con sfere (Precellys®) e la sonicazione in bagno (Bioruptor®), a dimostrazione di un’eccellente concordanza quantitativa. Questi risultati confermano che la sonicazione a ultrasuoni su micropiastra preserva le abbondanze relative dei peptidi ed è pienamente compatibile con le analisi di proteomica quantitativa e terminomica.
Studio e grafici: ©Cosenza-Contreras et al. 2024

Elevata riproducibilità nella proteomica quantitativa

Lo studio riporta inoltre un’elevata riproducibilità quantitativa tra i diversi metodi di estrazione. Le analisi di correlazione di Pearson delle intensità dei peptidi hanno rivelato una forte concordanza tra i campioni UIP400MTP-processed e quelli preparati mediante disgregazione per agitazione con sfere o sonicazione in bagno, con coefficienti di correlazione generalmente superiori a 0,95.
Questi risultati confermano che la sonicazione a ultrasuoni su micropiastra preserva le abbondanze relative dei peptidi, rendendola particolarmente adatta alla proteomica differenziale, al multiplexing basato su TMT e agli studi sulle malattie che richiedono confronti quantitativi precisi.

Numero di precursori peptidici identificati per specificità e metodo di estrazione
Confronto del numero di precursori peptidici identificati, classificati per specificità enzimatica (completamente specifici, semispecifici all’estremità C-terminale e semispecifici all’estremità N-terminale), tra tre metodi di estrazione proteica: disgregazione mediante agitazione con sfere (Precellys®), sonicazione in bagno (Bioruptor®) e sonicazione a ultrasuoni su micropiastra con UIP400MTP. Sono riportati i dati delle repliche biologiche di campioni renali di topi wild-type (WT) e knock-out (KO). I risultati dimostrano una copertura del proteoma comparabile e distribuzioni simili delle specificità peptidiche per tutti i metodi di estrazione, indicando che la sonicazione su micropiastra UIP400MTP-based consente un’estrazione proteica efficiente senza aumentare la scissione proteolitica non specifica.
Studio e grafici: ©Cosenza-Contreras et al. 2024


Flussi di lavoro di proteomica standardizzati con elevata capacità di trattamento dei campioni

Combinando l’erogazione di energia ultrasonica senza contatto con il trattamento in parallelo di intere piastre a 96 pozzetti, UIP400MTP supporta una preparazione dei campioni standardizzata, compatibile con l’automazione e con elevata capacità di trattamento dei campioni. Nello studio pubblicato, il sistema è stato integrato con successo in un flusso di lavoro di proteomica con acquisizione DIA e marcatura TMT, applicato a un modello murino di malattia renale policistica.
Gli autori concludono che la sonicazione a ultrasuoni su micropiastra è pienamente compatibile con la moderna proteomica shotgun e consente l’analisi della proteolisi endogena senza la necessità di fasi di arricchimento biochimico che richiedono un notevole lavoro manuale.

Impegno per soluzioni validate scientificamente

“L’inclusione di UIP400MTP in un rigoroso studio comparativo sottoposto a revisione paritaria sottolinea l’impegno di Hielscher Ultrasonics nel fornire tecnologie di preparazione dei campioni validate scientificamente”, ha dichiarato un rappresentante dell’azienda. “La validazione indipendente in flussi di lavoro di proteomica impegnativi è essenziale per i laboratori che cercano soluzioni robuste, riproducibili e scalabili.”
Lo studio completo è disponibile come pubblicazione ad accesso aperto su Proteomics (DOI: 10.1002/pmic.202300491).

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