Deparaffinazione ed estrazione delle proteine da tessuti FFPE
Facilitate l’estrazione delle proteine da sezioni di tessuto fissato in formalina e incluso in paraffina (FFPE) utilizzando una combinazione ottimizzata di deparaffinazione, solubilizzazione e sonicazione con un sonicatore multiprovetta VialTweeter. Questo protocollo supporta le successive analisi proteomiche basate sulla spettrometria di massa ed è compatibile con i flussi di lavoro di purificazione SP3 e digestione enzimatica.
Questa procedura operativa standard (SOP) è destinata al personale di laboratorio che esegue analisi proteomiche di campioni di tessuto FFPE mediante sonicazione ad alte prestazioni. È ottimizzata per il trattamento in parallelo di un massimo di dieci campioni FFPE utilizzando il sonicatore multiprovetta VialTweeter.
Sonicatore VialTweeter per la sonicazione simultanea di 10 campioni, ad esempio per la lisi e l’estrazione delle proteine da campioni FFPE
Protocollo: estrazione delle proteine da campioni FFPE con VialTweeter
Materiali e reagenti
Reagenti
- Xilene (grado istologico)
- Etanolo (assoluto 96%)
- Tampone di lisi:
- Inibitore delle proteasi (facoltativo; ad esempio, cOmplete™ mini senza EDTA)
6 M cloridrato di guanidina
50 mM Tris-HCl, pH 8,5
10 mM TCEP (tris(2-carbossietil)fosfina)
40 mM CAA (2-cloroacetamide)
Strumentazione
- Sonicatore multiprovetta VialTweeter
- Provette da microcentrifuga da 1,5 mL o 2,0 mL a basso adsorbimento
- Blocco riscaldante o incubatore (impostazioni a 95°C e 80°C)
- Microcentrifuga
- Termomixer (facoltativo ma consigliato)
Quantità di campione iniziale
- 1–2 sezioni di tessuto FFPE dello spessore di 10 µm per campione (cioè per provetta)
- Un totale di ~100 µg di tessuto per campione (cioè per provetta)
OPPURE
Nota: utilizzare lame nuove per la microtomia per ridurre al minimo la contaminazione da residui di paraffina.
Procedura
- Deparaffinazione
- Trasferire le sezioni FFPE in provette da microcentrifuga a basso adsorbimento.
- Aggiungere 1 mL di xilene e agitare brevemente al vortex.
- Incubare per 10 minuti a temperatura ambiente.
- Centrifugare a 14.000 × g per 2 minuti; eliminare il surnatante.
- Ripetere il lavaggio con xilene un’altra volta (passaggi 2–4).
- Lavare il pellet con 1 mL di etanolo al 96%, agitare al vortex, quindi centrifugare a 14.000 × g per 2 minuti. Eliminare il surnatante.
- Ripetere il lavaggio con etanolo un’altra volta (per un totale di 2 lavaggi con etanolo).
- Lasciare asciugare il pellet all’aria per 10 minuti a temperatura ambiente con i coperchi aperti per far evaporare l’etanolo residuo.
- Estrazione delle proteine e sonicazione
- Aggiungere 200 µL di tampone di lisi a ciascun pellet asciutto.
Nota: sebbene il sonicatore possa contenere fino a 1 mL, 200 µL è il volume ottimale per le successive fasi di trattamento. - Miscelare mediante agitazione al vortex o pipettaggio delicato.
- Aggiungere 200 µL di tampone di lisi a ciascun pellet asciutto.
- Prima incubazione termica
- Incubare le provette a 95 °C per 30 min, con agitazione a 400 rpm utilizzando un termomixer o un blocco riscaldante.
- Lasciare raffreddare i campioni a temperatura ambiente per 5 min.
- Prima sonicazione con VialTweeter
- Inserire le provette nel VialTweeter.
- Impostare il VialTweeter UP200St sui valori riportati di seguito ed eseguire la sonicazione.
- Seconda incubazione termica
Rimuovere le provette e incubare nuovamente a 95 °C per 15 min, a 400 rpm. - Seconda sonicazione
Ripetere la sonicazione con VialTweeter utilizzando le stesse impostazioni (riportate sopra) per altri 10 cicli (15 min in totale). - Chiarificazione del lisato
- Centrifugare i campioni a 13.000 × g per 10 min a 23°C (temperatura ambiente).
- Raccogliere con attenzione il surnatante in una nuova provetta Eppendorf Safe-lock da 2,0 mL. Evitare di smuovere il pellet.
- Fasi successive di trattamento
Il lisato è ora pronto per la purificazione SP3 e la digestione enzimatica.
• Impostare l’ampiezza (A) al 100%
• Impostare la modalità di pulsazione (C) al 100%
• Temporizzatore dei periodi: attivo
• Tempo di attivazione: 60s
• Tempo di pausa: 30s
• Valore limite: 15 min (corrisponde a 10 cicli)
(Nota sul calcolo: (60 s di attivazione + 30 s di pausa) × 10 cicli = 900 s = 15 min)
Hielscher VialTweeter con 10 provette Eppendorf
Note e buone pratiche
- Il rischio di surriscaldamento durante la sonicazione è mitigato dall’alternanza programmata di cicli di attivazione e pausa.
- Evitare l’agitazione al vortex dopo la sonicazione per prevenire l’aggregazione delle proteine.
Smaltimento dei rifiuti e sicurezza
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori da laboratorio:
| Dispositivi consigliati | Volume per lotto | Portata |
|---|---|---|
| Sonicatore per piastre a 96 pozzetti UIP400MTP | piastre multipozzetto / da microtitolazione | n.a. |
| CupHorn a ultrasuoni | CupHorn per provette o becher | n.a. |
| GDmini2 | microreattore a flusso a ultrasuoni | n.a. |
| VialTweeter | da 0,5 a 1,5mL | n.a. |
| UP100H | da 1 a 500mL | da 10 a 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | da 10 a 1000mL | da 20 a 200mL/min |
| UP400St | da 10 a 2000mL | da 20 a 400mL/min |
| Agitatore per setacci a ultrasuoni | n.a. | n.a. |
Letteratura / Riferimenti
- Georgios Mermelekas, Mahshid Zarrineh, Rudi Branca, Fabio Socciarelli (2025): FFPE sections SP3 digestion – rapizyme and ACN. Protocols.io 2025
- Li, W., Chi, H., Salovska, B. et al. (2019): Assessing the Relationship Between Mass Window Width and Retention Time Scheduling on Protein Coverage for Data-Independent Acquisition. Journal of American Society for Mass Spectrometry. 30, 2019. 1396–1405.
- Salovska B., Li W., Bernhardt O.M., Germain P.L., Gandhi T., Reiter L., Liu Y. (2024): A Comprehensive and Robust Multiplex-DIA Workflow Profiles Protein Turnover Regulations Associated with Cisplatin Resistance. bioRxiv [Preprint]. Oct 31, 2024.
Domande frequenti
Perché i campioni di tessuto vengono fissati e inclusi in paraffina come FFPE?
La conservazione mediante fissazione in formalina e inclusione in paraffina (FFPE) stabilizza la morfologia dei tessuti e le strutture proteiche formando legami crociati covalenti tramite la formaldeide. L’inclusione in paraffina consente la conservazione a lungo termine a temperatura ambiente, mantenendo l’integrità istologica e molecolare per le analisi retrospettive.
Come si deparaffinano i campioni FFPE?
La deparaffinazione prevede lavaggi sequenziali con solventi per rimuovere la paraffina: in genere due incubazioni con xilene, seguite da due lavaggi con etanolo (96%). Dopo la centrifugazione e l’asciugatura, il tessuto è pronto per la successiva estrazione. Questo processo ripristina l’accessibilità del campione alla lisi e alla digestione enzimatica.
Qual è lo scopo dell’incubazione termica?
L’incubazione termica consiste nell’esposizione controllata di un campione a una temperatura definita per un periodo di tempo specifico, al fine di indurre cambiamenti biochimici o fisici. In proteomica viene comunemente utilizzata per denaturare le proteine, rompere i legami crociati indotti dalla formaldeide nei tessuti FFPE o migliorare l’efficacia del tampone di lisi. La temperatura e la durata sono parametri critici, adattati alla reazione desiderata o al tipo di campione.
Che cos’è la digestione SP3?
La preparazione del campione in un unico recipiente potenziata dalla fase solida (Single-Pot Solid-Phase-enhanced Sample Preparation, SP3) è un flusso di lavoro proteomico basato su microsfere. Utilizza microsfere paramagnetiche per legare le proteine, consentendo una purificazione e una concentrazione efficienti e la digestione enzimatica sulle microsfere in condizioni denaturanti. SP3 riduce al minimo la perdita di campione ed è altamente compatibile con campioni disponibili in quantità ridotte e campioni FFPE.
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni dalle dimensioni da laboratorio a quelle industriali.
