Maastricht Proteomics Center in een nieuw jasje.

Proteomics is de analytische wetenschap, welke zich bezig houdt met het in kaart brengen van eiwitten in cellen, bacteriŽn, weefsels en organen onder verschillende experimentele omstandigheden. Belangrijk, want eiwitten zijn de gangmakers van de levensprocessen en vormen een groot potentieel aan diagnostische merkers en aan targets voor medicijnen. Zo hebben wij potentiele markers voor de diagnostiek van sarcoÔdosis en in de progressie van aderverkalking gevonden. De mogelijkheden van proteomics zijn bijna onbeperkt. Via het bestuderen van de eiwitten kan men bijvoorbeeld nagaan hoe het metabolisme in cellen van de darm zich aanpast als er een tijdlang te weinig voeding wordt ingenomen. Maar het kan ook laten zien hoe spiercellen hun structuur aanpassen aan training. Naast een kijk op omvangrijke processen zoals het metabolisme is het ook mogelijk om meer gedetailleerd te kijken naar specifieke reacties. Zo hebben we bijvoorbeeld kunnen vaststellen dat acrolein uit sigarettenrook zich bindt aan HDAC2 en zo de deacetylering van histonen kan verstoren.

Meer dan vijftien jaar geleden werd binnen de FHML begonnen met proteomics analyse, onder de hoed van het Maastricht Proteomics Center. Centraal daarbij was de kwantificering van zoveel mogelijk eiwitten uit weefsels en lichaamsvloeistoffen om de veranderingen in relatieve concentratie te kunnen bepalen als gevolg van experimentele condities of aandoening. Deze vorm van eiwit-profilering werd uitgevoerd met behulp van 2-dimensionale gelelectroforese gevolgd door identificatie van veranderende eiwitten met massaspectrometrie. Enige tijd geleden is met investering vanuit Enabling Technology nieuwe apparatuur aangeschaft, waardoor nu de 2D-electroforese enkel nog voor geŽigende doeleinden wordt gebruikt zoals de identificatie van eiwit-isovormen. De eiwit scheiding gebeurt nu met vloeistof-chromatografie waarna de identificatie volgt met behulp van tandem massaspectrometrie. Ook het kwantitatief vergelijken van de concentratie van eiwitten in verschillende monsters gebeurt nu anders dan voorheen. Daarvoor worden de eiwitten gelabeled met TMTs (tandem mass tags), waarmee men meer dan tien monsters bij elkaar kan mengen en in ťťn keer kwantitatief kan analyseren en de variatie tussen run's verlaagd. De doorloopsnelheid van de analyses is daardoor verhoogd. Aldus zijn onlangs de eiwitten in het vetweefdel van 60 personen tijdens een dieet-interventie van de afdeling Humane Biologie over 4 tijdpunten vervolgd. Die gegevens worden nu door leden van de afdeling Systeembiologie (MacsBio) gebruikt voor hun onderzoek naar veranderingen in vetcelgrootte. Maar ook minder omvangrijk onderzoek kan interessant zijn. Door de afdeling Cardiologie werden met TMT-labeling eiwitten in traanvocht gemeten om te zoeken naar niet-invasieve merkers voor een hartinfarct.

Met de nieuwe appartuur kan nog beter naar specifieke reacties op eiwitten worden gekeken. Zo werd bijvoorbeeld in een recent onderzoek van de afdeling Toxicologie naar de werking van het flavonoide rutine vastgesteld aan welk aminozuur van het eiwit KEAP1 een adduct wordt gevormd. Bij een onderzoek van de afdeling Klinische Chemie werd bestudeerd hoe troponine, een marker voor hartinfarct, in het bloed van patiŽnten door enzymen in fragmenten wordt geknipt, hetgeen interfereert met de klinische test. Ook werd aangetoond dat de afbraakproducten van troponine via de urine het lichaam kunnen verlaten.

Maar de nieuwe infrastructuur biedt nog meer mogelijkheden. De snelheid van aanmaak van individuele eiwitten kan worden bepaald door de inbouw van stabiele isotopen over de tijd te meten. Eiwitten met een snelle turnover zijn vaak belangrijk voor het regelen van biologische processen en zijn daarom interessante targets voor (medicinale) interventie. De meting kan worden gedaan via het toedienen van gelabelde aminozuren maar bijvoorbeeld ook door zwaar water (D2O) te laten drinken. Met dieren lukt dat inmiddels prima, maar met mensen is dat nog een uitdaging, want zwaar water is duur. Daarom zijn we thans bezig deze aanpak verder te verfijnen.

Wat steeds belangrijker wordt, is de verificatie van antilichamen. Steeds vaker blijkt dat commerciele antilichamen niet gericht zijn tegen het eiwit, waarvoor ze verkocht worden. Dat levert regelmatig foutieve wetenschappelijke rapportages op, veel onderzoek voor niks en leed voor de onderzoeker. Pull-down gevolgd door identificatie van het target eiwit met massaspectrometrie is een van de methoden om meer zekerheid over de juistheid van een antilichaam te krijgen.

Al met al is proteomics een niet meer weg te denken onderdeel van het fundamenteel en klinisch onderzoek. Met de investering via Enabling Technologies is het Maastricht Proteomics Center er klaar voor.