Nyt værktøj analyserer sygdom og lægemiddeleffekter med enestående nøjagtighed og konsistens

Et nyt proteinanalyseværktøj udviklet ved University of Buffalo kan øge hastigheden og præcisionen, hvormed sygdom og lægemiddeleffekter analyseres, betydeligt.

Det banebrydende værktøj, kaldet IonStar, er den første til at give næsten perfekt nøjagtighed, når man kvantificerer og sammenligner overflod af proteiner i kroppen af ​​mennesker, der er raske og syge.

Sammenlignet med branchestandarden MaxQuant, IonStar forbedrede målingskonsistensen af ​​proteiner i lav overflod og sænkede mængden af ​​manglende data i resultater fra 17 procent til 0,1 procent, et niveau, der aldrig er opnået med store prøver.

Det nye værktøj kan øge kvaliteten og nøjagtigheden af ​​medicinsk diagnose og fremskynde tempoet i lægemiddeludviklingen.

"IonStar vil helt ændre ansigtet på klinisk og farmaceutisk forskning og industri, hvor store undersøgelser ofte er kritiske, "siger Jun Qu, Ph.d., hovedforsker og professor ved UB School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences.

Undersøgelsen blev offentliggjort i går i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

Spil Spot forskellen

Den overflod af proteiner i kroppen, der svarer til sygdom eller farmaceutiske reaktioner, kan give forskere vitale spor til nøjagtig diagnosticering af en tilstand, og til udvikling af potentielle terapier og evaluering af lægemiddeleffekter.

Proteinanalyseværktøjer bruges til at kvantificere og sammenligne overflod af proteiner i grupper af raske personer med dem, der er syge eller behandles med et lægemiddel. Ændringer i proteinmængder, når de analyseres sammen, afslører ofte nye biomarkører.

Udfordringen for forskere er, at de nuværende værktøjer ikke er effektive til at analysere et stort antal prøver. En metode, mærkningsmetoden, bruger kemiske mærker til at mærke proteiner. Problemet:Softwaren kan kun analysere op til 10 prøver ad gangen, gør det vanskeligt for forskere at foretage typiske farmaceutiske og kliniske undersøgelser, siger Qu.

Alternativet, den etiketfrie metode, kan analysere et stort antal prøver på én gang på bekostning af nøjagtighed og præcision, får forskere til at spilde tid og ressourcer på at validere falsk identificerede biomarkører.

IonStar øger nøjagtigheden og præcisionen og reducerer manglende data ved at forbedre prøveforberedelsesmetoder, justerings- og funktionsdetekteringsdesign til massespektrometri -analyse.

"For eksempel, i kliniske forsøg, at sammenligne en håndfuld patienter får dig ingen steder, "siger Qu." Hvis du kan analysere et stort antal patienter med data af høj kvalitet, du kan opdage og spore biomarkører meget mere præcist og pålideligt. Det samme gælder for farmaceutiske undersøgelser. "

Beviser konceptet i traumatisk hjerneskade

Forskere brugte IonStar til at kvantificere proteiner hos rotter med traumatisk hjerneskade, en invaliderende tilstand, der årligt tegner sig for 2,2 millioner skadestuerbesøg i USA.

Ved hjælp af 100 vævsprøver, IonStar identificeret 7, 000 proteiner, herunder 1, 000 der var forskellige i overflod, uden manglende data.

IonStar målte også proteiner med lav overflod med højere nøjagtighed og præcision end andre udbredte analyseværktøjer. Denne evne er kritisk, siger Qu, fordi proteiner, der vises i mindre mængder, spiller en mere indflydelsesrig rolle i kroppen.

"Hvis proteiner på højere niveau er soldater, så er proteiner på lavere niveau kommandanterne. De er regulatorer, der fortæller proteiner på højere niveau, hvad de skal gøre, "siger Qu.

Qu har brugt IonStar og lignende teknikker til at analysere proteinvariation i kræft, diabetes, kardiovaskulær sygdom, neurodegeneration og nethindegeneration også.

Fremtidigt arbejde med IonStar vil fokusere på at udvide antallet af prøver, værktøjet kan analysere.