Hmotnostní cytometrie

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Hmotnostní cytometrie je analytická metoda určená k získání multiparametrických dat o buňce nebo malé částici. Je založená na hmotnostní spektrometrii s indukčně vázaným plazmatem a průletovým analyzátorem (ICP TOF-MS, "inductively coupled plasma time-of-flight mass spectrometry") a používá se k charakterizaci vlastností jednotlivých buněk v suspenzi, jako je přítomnost specifických proteinů a makromolekul, jejich modifikací nebo jiných malých molekul.

DVS Sciences CyTOF mass cytometer.

Princip fungování[editovat | editovat zdroj]

Tato metoda je založena na použití protilátek konjugovaných s multiatomovými značkami prvků vzácných zemin (dále kovů), namísto fluorescenčních značek. Jednotlivé označené buňky jsou vaporizované, atomy kovů jsou ionizované a analyzované pomocí hmotnostní spektrometrie s průletovým analyzátorem. Tento přístup oproti použití běžných fluorescenčně značených protilátek poskytuje o mnoho vyšší počet parametrů tím, že umožňuje simultánní použití více stabilních isotopů kovů, a tím je překonáno omezení dané spektrálním překryvem fluorescenčních značek[1]. S tím souvisí další experimentální výhoda, že hmotnostní cytometrie nevyžaduje kompenzaci dat, což umožňuje přesné mutivariantní vyhodnocení až desítek parametrů pro každou analyzovanou buňku.

Využití[editovat | editovat zdroj]

Praktické využití hmotnostní cytometrie je v lékařských oborech imunologie, hematologie a onkologie, zejména pro imunofenotypizaci lidských leukemických linií a vzorků onkologických pacientů, diferenciální analýze buněk periferní a pupečníkové krve a identifikaci intracelulárních proteinů[2]. Používá se při měření velmi heterogenních vzorků v oblasti studia krvetvorby,[3] buněčného cyklu, produkce cytokinů a buněčné signalizace.

Vyhodnocení dat[editovat | editovat zdroj]

Přístroje jsou vybaveny softwarem, který umožňuje transformaci dat do standardního cytometrického formátu (FCS) a zjednodušuje tak jejich následnou analýzu pomocí některé ze standardních cytometrických platforem. Nové analytické nástroje se stále vyvíjejí vzhledem k vysoce dimenzionální charakteristice dat získaných na hmotnostním cytometru.[4]

Hmotnostní cytometr v ČR[editovat | editovat zdroj]

Jediný hmotnostní cytometr v České republice se v současnosti nachází na Klinice dětské hematologie a onkologie 2. LF UK a FN Motol [5].

Vývoj metodiky[editovat | editovat zdroj]

Velkou limitací této metodiky zůstává její poměrně nízká rychlost měření (typicky v řádu desítek buněk / s) s tím, že změřený vzorek obsahuje pouze 100 tisíc buněk. Proto se vyvíjí další způsoby jak vzorek dopravit a ionizovat rychleji, respektive v kratších časových intervalech až do teoretického limitu 0,2-0,4 ms, například HECIS systém.[6] To následně umožní měření až 1000 buněk/s.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Bandura, DR; Baranov VI; Ornatsky OI; Antonov A; Kinach R; Lou X; Pavlov S; Vorobiev S; Dick JE; Tanner SD (2009). "Mass Cytometry: Technique for Real Time Single Cell Multitarget Immunoassay Based on Inductively Coupled Plasma Time-of-Flight Mass Spectrometry". Analytical Chemistry 81 (16): 6813–6822. doi:10.1021/ac901049w
  2. Ornatsky, O; Bandura D; Baranov V; Nitz M; Winnick MA; Tanner S (30 September 2010). "Highly multiparametric analysis by mass cytometry". Journal of Immunological Methods 361 (1-2): 1–20. doi:10.1016/j.jim.2010.07.002. PMID 20655312
  3. BENDALL, SC, Simonds EF, Qiu P, Amir ED, Krutzik PO, Finck R, Bruggner RV, Melamed R, Trejo A, Ornatsky OI, Balderas RS, Plevritis SK, Sachs K, Pe'er D, Tanner SD, Nolan GP. Single-Cell Mass Cytometry of Differential Immune and Drug Responses Across a Human Hematopoietic Continuum. Science. 6 May 2011, s. 687–696. DOI:10.1126/science.1198704. PMID 21551058. (anglicky) 
  4. KRISHNASWAMY, Smita; SPITZER, Matthew; MINGUENEAU, Michael; BENDALL, Sean; LITVIN, Oren; STONE, Erica; PE'ER, Dana. Conditional density-based analysis of T cell signaling in single-cell data. Science. 28 Nov 2014. DOI:10.1126/science.1250689. PMID 25342659. (anglicky) 
  5. [1]
  6. MIYASHITA, Shin-ichi; GROOMBRIDGE, Alexander S.; FUJII, Shin-ichiro; MINODA, Ayumi; TAKATSU, Akiko; HIOKI, Akiharu; CHIBAA, Koichi. Highly efficient single-cell analysis of microbial cells by time-resolved inductively coupled plasma mass spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 20 May 2014, s. 3239-47. Dostupné online [cit. 3 July 2014]. DOI:10.1039/C4JA00040D. (anglicky)