Vědci vytvořili detailní molekulární mapu srdce: Přesně ukazuje, jak se hromadí lipidy při Fabryho chorobě

Vědci z Leibnizova institutu pro analytické vědy (ISAS) poprvé úspěšně zkombinovali dvě doplňkové analytické metody, aby vytvořili molekulární mapu tkáně s vysokým rozlišením.

Vědci z Leibnizova institutu pro analytické vědy (ISAS) poprvé úspěšně zkombinovali dvě doplňkové analytické metody, aby vytvořili molekulární mapu tkáně s vysokým rozlišením. Tato inovativní mapa umožňuje současně vizualizovat různé biomolekuly a odhalit jejich prostorové rozložení, což je klíčové pro časnou diagnostiku a cílenou léčbu mnoha onemocnění.

Tým propojil Ramanovu mikroskopii se zobrazováním hmotnostní spektrometrií AP-MALDI (Atmospheric-Pressure Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization). Zatímco Ramanova mikroskopie zachycuje chemickou signaturu molekulárních tříd a strukturu tkáně s rozlišením až dva mikrometry, AP-MALDI-MSI identifikuje a lokalizuje jednotlivé molekuly s vysokou přesností a rozlišením až pět mikrometrů. Speciálně vyvinutý software automaticky sloučil obě datové sady a prostorově je zarovnal na stejném řezu tkáně s mikrometrovou přesností.

Jako příklad aplikace vědci zkoumali srdeční tkáň myší s Fabryho chorobou. Jedná se o vzácnou genetickou metabolickou poruchu, při které se nedostatečně rozkládají určité lipidy – globotriaosylceramidy (Gb3). Ty se postupem času hromadí v orgánech, jako je srdce a ledviny, a způsobují život ohrožující poškození. Molekulární mapa odhalila, že při Fabryho chorobě se Gb3 distribuuje nerovnoměrně po celé srdeční tkáni, přičemž různé molekulární varianty Gb3 tvoří drobné, prostorově přesně definované shluky.

Profesor Sven Heiles, vedoucí juniorského výzkumného týmu pro lipidomiku na ISAS, zdůrazňuje, že pouze kombinací Ramanovy mikroskopie a zobrazování hmotnostní spektrometrií je možné získat komplexní obraz molekulárních procesů v tkáni. Pro spolehlivé diagnostické posouzení je klíčové přesně vědět, kde se molekuly Gb3 v tkáni hromadí. Profesorka Kristina Lorenz, vedoucí oddělení translačního výzkumu na ISAS, dodává, že dosud bylo rozložení lipidů v lidské tkáni na buněčné a subcelulární úrovni a s tím spojená meziosobní heterogenita nedostatečně charakterizováno. Tato nová zjištění by mohla pomoci lépe porozumět průběhu onemocnění v budoucnu.

Dalším krokem je aplikace této metody na vzorky tkání pacientů s Fabryho chorobou. Cílem je pomocí těchto doplňkových metod získat lepší pochopení mechanismů onemocnění u jednotlivých projevů Fabryho choroby a na tomto základě umožnit nové přístupy k diagnostice a léčbě. Kromě Fabryho choroby se výzkum zaměřuje i na další stavy, při nichž dochází k lokálním změnám molekul v tkáních, jako jsou kardiovaskulární a metabolická onemocnění.