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Shotgun lipidomics of amnion epithelium and lung lavage
Asja Ceranic
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Christopher Gerner
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29785.00927.565165-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Zu früh geborene Säuglinge weisen eine unreife Lunge auf, aufgrund der unzureichenden Produktion des Lungensurfactants. Um eine richtige Lungenfunktion zu gewährleisten, ist Dipalmitoylphosphatidylcholin (DPPC) als die wichtigste Komponente des Lungensurfactants essenziell, um während der Atmung einen Kollaps der Alveolen zu verhindern.
Die bisher angewändeten Lungenbehandlungen bei Säuglingen verwenden einen tierischen Lungensurfactant, der durch einen Lavageprozess dem Tier entnommen wird. Obwohl die ethischen Normen während des Lavageprozesses eingehalten werden, stellt die Gewinnung des Lungensurfactans eine schmerzhafte Prozedur dar. Kurzlich erfolgte Studien ergaben, dass DPPC auch von humanem Amnionepithelgewebe sezerniert wird.
Die Untersuchung von Amnionbiopsien als eine mögliche DPPC-Quelle für die Behandlung der Lungen von Frühgeburten könnte ein Fortschritt darstellen, um einerseits auf tierische Therapeutika zu verzichten und anderseits den amniotischen Sack zu verwerten, der bisher keiner praktischen Nutzung zugeführt werden konnte.
Im Zuge dieser Masterarbeit wurde eine Lipidprofilanalyse, der aus den Amnionbiopsien ausgeschiedenen Phospholipide, durchgeführt. Zwei ortsspezifische Abschnitte des amniotischen Sacks, von der plazentalen Seite als auch von der gegenüberliegenden, wurden in DMEM und SAGM Medium getrennt kultiviert.
Die bei unterschiedlichen Zeiten isolierten Mediumfraktionen wurden mittels methyl tert-butyl ether (MTBE) extrahiert und folglich die Lipidprofilanalysen auf dem LTQ-Velos Massenspektrometer durchgeführt, der mit dem TriVersa NanoMate®, Advion als Nano-Ionenquelle ausgestattet war. Die Identifizierung der Lipide erfolgte aufgrund der, in der MFQL Sprache geschriebenen Interpretationsabfragen in der LipidXplorer Software, nachdem die gemessenen negativen MS/MS Spektren in die Software importiert wurden.
Es war uns möglich die, von den Shevchenko implementierte, Shotgunmethode mit unseren Instrumenten erfolgreich zu etablieren um eine Lipidprofilanalyse durchzuführen. Die erhaltenen Daten zeigten, dass die in DMEM kultivierte plazentale Amnionbiopsie als eine Lipidquelle dienen kann, da diese die höchste Zahl an unterschiedlichen Lipidspezies aufwies. Deshalb könnte das Amnion als eine potenzielle DPPC-Quelle eingesetzt werden. Zwei weitere Spezies, die für die richtige Lungenfunktion beteiligt sind, wie PC (16: 0/14: 0) und PC (16: 0/16: 1) konnten nicht identifiziert werden. Das Amnion zeigt in der bisher hergestellten Form aufgrund dessen noch nicht das erwünschte Potential, um vollständig die Schweinelungenlavage in der Lungenbehandlung von Frühgeborenen zu ersetzen.
Abstract
(Englisch)
Infants born prematurely suffer from immature lungs due to insufficient lung surfactant production. An essential component of the lung surfactant is dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), which prevents alveoli collapse during the respiration and is therefore, important for proper lung function. Current medical lung treatments for infants use animal derived lung surfactants. The animal lung surfactant is obtained by the lavage process. Even though the lavage procedure is in accordance with the animal ethical standards, it is a quite painful process for the animals. It has been found that DPPC is also secreted by human amnion epithelium. The investigations of amnion epithelium as a DPPC source for immature lung treatment could represent a step forward, on the one hand, to reduce animal use and on the other hand to improve immunological compatibility and recycle the amniotic sack.
The aim of the study was to evaluate by lipidomic profiling whether amnion supernatant may be established as substitutes for pig lung lavage. Here we demonstrate a lipid profiling analysis by shotgun lipidomics of secreted phospholipids from amnion biopsies. Two regional sections of the amnion, which are located on the placental side and the opposite side, were separately cultivated in the DMEM and the SAGM medium. Medium fractions isolated at different cultivation times were extracted via methyl tert-butyl ether (MTBE) extraction. The profiling analysis of the MTBE extracts was performed with a shotgun lipidomics approach on a LTQ-Velos mass spectrometer. The LTQ-Velos was equipped with a TriVersa NanoMate®, Advion as a nano ion source. The lipid identification was performed via LipidXplorer software after importing the acquired negative MS/MS spectra.
We were able to optimize the shotgun lipidomics approach developed and established by Shevchenko’s group and perform profiling analyzes. The obtained data demonstrated that placental amnion epithelium cultivated in DMEM as the source with the highest number of secreted lipid species. The presence of DPPC in the amnion supernatant indicates the potential to be utilized as a DPPC source. Unfortunately, two more species involved in proper lung function such as PC (16:0/14:0) and PC (16:0/16:1) have not been identified. Therefore, amnion does not yet show all desired features in order to completely replace the pig lung lavage in a lung treatment of prematurely born infants.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Shotgun lipidomics amniotic sac amniotic fluid mass spectrometry Orbitrap LTQ-Velos
Schlagwörter
(Deutsch)
Shotgun lipidomics amniotischer Sack amniotische Flüssigkeit Massenspektrometrie Orbitrap LTQ-Velos
Autor*innen
Asja Ceranic
Haupttitel (Englisch)
Shotgun lipidomics of amnion epithelium and lung lavage
Paralleltitel (Deutsch)
Shotgun lipidomics von dem Amnionepithel und der Lungenlavage
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
74 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Rupert Mayer
AC Nummer
AC13290446
Utheses ID
38224
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |