Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Chu Yannan an den Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften wandte zum Nachweis die ungezielte Analysemethode der Headspace-Festphasen-Mikroextraktion-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (HS-SPME-GC-MS) an flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in Rattenorganen und erhielten die biologischen Informationen über VOCs, die von verwandten Organen metabolisiert werden.
Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Analytische Chemie und der Artikel wurde auf der Titelseite vorgestellt.
Der Nachweis von VOCs in menschlichen Metaboliten hat das Potenzial, die Art und Weise, wie wir nach Organerkrankungen suchen und diese diagnostizieren, zu verändern. Es wird erwartet, dass es sich um eine nicht-invasive Methode zur Identifizierung und Überwachung von Krankheiten im Körper handelt. Ob VOCs jedoch in normalen Organen vorhanden sind und ob es Unterschiede bei den VOCs zwischen verschiedenen Organen gibt, muss noch dringend untersucht werden.
In dieser Studie analysierten und entdeckten die Forscher Organe in einer kontrollierten Laborumgebung an Ratten, die eine hohe genetische Ähnlichkeit mit Menschen aufweisen. Mithilfe der HP-SPME-GC-MS-Technologie wurden aus 12 Organgeweben freigesetzte VOCs gemessen und chromatographische Peaks erhalten. Basierend auf dem Mann-Whitney-U-Test und der Faltungsänderung ergab eine ungezielte Analyse, dass sieben Organe im Vergleich zu anderen Organen Unterschiede bei den VOCs aufwiesen.
Diese Studie stellt den ersten systematischen Bericht über die unterschiedlichen VOCs dar, die in verschiedenen Organen von Ratten gefunden wurden. Die Forscher diskutierten ausführlich die möglichen Stoffwechselwege dieser VOCs und ihre mögliche Rolle als Biomarker für Krankheiten.
Die Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse zum Verständnis organspezifischer VOC-Profile und ihrer möglichen Auswirkungen auf die Krankheitsdiagnose und -überwachung.
Darüber hinaus konnten die Forscher durch die Kombination der orthogonalen partiellen Diskriminanzanalyse der kleinsten Quadrate (OPLS-DA) mit der Receiver Operating Characteristic Curve (ROC) die Unterscheidungskraft der differentiellen VOCs bei der Erkennung jedes Organs validieren.
Dieser Ansatz bietet eine zuverlässige und genaue Methode zur Organerkennung auf der Grundlage von VOC-Profilen. Die in dieser Studie erhaltenen VOC-Profile gesunder Organgewebe können als Grundlage für wissenschaftliche Forschung dienen, beispielsweise für nicht-invasive Screenings und die Diagnose von Gasbiopsien oder Atemgasen Test, Überwachung der Krankheitsbehandlung und Wirksamkeitsbewertung.
Mehr Informationen:
Yue Liu et al., HS-SPME-GC-MS Ungezielte Analyse normaler Rattenorgane Ex vivo: Differenzielle VOC-Diskriminierung und Fingerabdruck-VOC-Identifizierung, Analytische Chemie (2023). DOI: 10.1021/acs.analchem.3c01546