Flüssigkeitschromatographie-gekoppeltes Massenspektrometer (LC-MS/MS)
Final Report Abstract
Nach Inbetriebnahme des Gerätes wurden verschiedenste Methoden zur Analytik „kleiner Moleküle“ in unterschiedlichen biologischen Matrizes entwickelt. Einen Schwerpunkt stellten hierbei die Katecholamine Noradrenalin, Adrenal und Dopamin sowie deren O-methylierte Metabolite Normetanephrin, Metanephrin und 3-Methoxytyramin dar. Diese Substanzen werden zur biochemischen Diagnostik von katecholaminproduzierenden Tumoren, wie Phäochromozytom und Paragangliom eingesetzt, welche eine weltweit anerkannte Kernkompetenz der Arbeitsgruppe ist. Mit Inbetriebnahme des LC-MS/MS startete die PMT-Studie ( Prospective Monoamine-producing Tumor-study) unter der Leitung von Herrn Prof. Graeme Eisenhofer, in welcher nunmehr europaweit mehr als 1500 Patienten eingeschlossen sind. Im Rahmen dieser Studie werden unterschiedliche Ziele verfolgt, wobei die Etablierung „des verlässlichsten“ biochemischen Tests zur Bestätigung bzw. zum Ausschluss eines katecholaminproduzierenden Tumors einen Fokus darstellt. Hierfür wurde eine Methode zur Analytik der freien Metanephrine im Plasma entwickelt, welche neben Normetanephrin und Metanephrin nun auch eine verlässliche Analytik des Dopaminmetaboliten 3-Methoxytyramin zulässt. Weiterhin wurde die Analysenzeit von vorher 35 Minuten an der HPLC auf 4.5 Minuten am LC-MS/MS reduziert, d.h. bedingt durch die Art der Probenvorbereitung im 96-Well-Format werden nunmehr nur noch 7.2h anstelle von 56h Messzeit benötigt, um diese Anzahl an Analysen durchzuführen. Neben den Metanphrinen im Plasma, wird zur Diagnostik des Phäochromozytoms auch die Analytik der sulfatkonjugierten Metanephrine im 24h-Sammelurin nach saurer Hydrolyse in der klinischchemischen Routine angewendet. Es ist allerdings bekannt, dass diverse Einflussfaktoren die diagnostische Sensitivät dieser Markersubstanzen im Urin negativ beeinflussen. Aufgrund dessen wurde eine Methode zur simultanen Analytik der urinären Katecholamine sowie deren freien Metaboliten entwickelt, mit welcher die Überlegenheit der freien Metanephrine gegenüber den sulfatkonjugierten Metanprhinen demonstriert werden konnte. Diese beiden analytischen Methoden stellen eine Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung der PMT-Studie aber auch anderer Projekte, beispielsweise innerhalb der DFG-geförderten Klinischen Forschergruppe 252 „Microenvironment of the Adrenal in Health and Disease“ dar. Eine weitere Fragestellung innerhalb der Antragstellung betraf die Analytik der Metaboliten des Krebs-Zyklus. In diesem Zusammenhang konnte bereits retrospektiv das Vorhandensein einer Mutation der Isocitratdehydrogenase I in Glioblastom-Tumoren durch die Bildung von 2-Hydroxyglutarat gezeigt werden. Diese Methodik konnte kürzlich auch zur Diagnose und Stratifizierung von Patienten mit Paragangliom und Phäochromozytom durch die Verwendung des Succinat/Fumarat-Ratios eingesetzt werden, welches durch Mutationen der Succinat-Dehydrogenase-Isoenzyme unterschiedlich ausgelenkt ist. Diese analytische Methodik stellt ein wertvolles „biochemisches“ Werkzeug zur Untersuchung molekularer Mechanismen der Tumorgenese dar, da Störungen im Energiestoffwechsel/Krebs-Zyklus hierbei eine wesentliche Rolle zu spielen scheinen. Erst kürzlich wurde eine weitere Methodik zur Analytik von Steroidprofilen entwickelt und validiert, mit welcher 15 adrenale Steroide simultan gemessen werden können. Diese Methode wurde zunächst etabliert um die Diagnostik und Stratifizierung von Patienten mit Hyperaldosteronismus zu verbessern. Natürlich können mittels dieses steroid-profiling ebenso andere Erkrankungen mit dysfunktionaler Steroidsynthese (z.B. Cushing-Syndrom, Nebenniereninsuffizienz) untersucht werden und die Diagnostik ggf. verbessert werden. Das LC-MS/MS-System sowie die unterschiedlichen Methoden, entwickelt und nunmehr im „Routinebetrieb“ für verschiedenste Forschungsprojekte, stellen eine wertvolle Plattform dar, welche essentiell für die weitere erfolgreiche Einwerbung von Forschungsgeldern sowie die Entwicklung zahlreicher medizinischer Forschungskooperationen innerhalb und außerhalb der Dresdener biomedizinischen Forschung ist.
Publications
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