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Lipid analysis of erythrocyte membranes by means of mass spectrometry
Pavlo Frondzei
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Gunda Köllensperger
Mitbetreuer*in
Fiammetta Di Marco
DOI
10.25365/thesis.80413
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27699.57771.507842-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Frühgeborenen sind auf Transfusionen roter Blutkörperchen (RBC) angewiesen, um bessere Überlebenschancen zu haben. Das Ergebnis einer Transfusion hängt von Merkmalen des Spenders ab, und zwar von Geschlecht und Alter. Höhere Überlebenschancen bei Frühgeborenen wurden bei Transfusionen der RBC von bestimmten Spendergruppen beobachtet. Die Ziele dieser Masterarbeit sind, die Unterschiede in der Lipidzusammensetzung der Membran der RBC in unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen sowie frischen Blutproben und Blutkonserven zu bestimmen und möglicherweise die besseren Transfusionsergebnisse zu erklären. Eine Stichprobe an 105 Proben wurde analysiert, in welcher Blutproben mit frischem Blut und das Blut von der Nabelschnur der Frühgeburten und rechtzeitig geborenen Kindern verglichen wurden. Zusätzlich wurden 4 Untergruppen an Blutkonserven von Spender:innen unterschiedlichen Alters und Geschlechts analysiert. Die Erstellung des Lipidomprofils erfolgte mithilfe zweier analytischer Methoden: Umkehrphasen- Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie, um die Spezies chromatographisch zu trennen und zu quantifizieren, und Shotgun-Lipidomik für umfassende und schnelle Bewertung der Membranlipidzusammensetzung. Nur eine kleine Anzahl an Lipidspezies war unterschiedlich zwischen den RBC Erwachsener und Säuglingen, während ältere Frauen weder Unterschiede zu anderen Gruppen noch Ähnlichkeiten zu Frühgeburten gezeigt haben. Die RBC Erwachsener aus frischen Proben und Blutkonserven gruppierten nah aneinander, unabhängig von Geschlecht oder Alter. Frühgeborene und rechtzeitig Geborenen gruppierten sich separat von Gruppen Erwachsener, mit typischen Verschiebungen im Sättigungsgrad, Verteilung der Kettenlänge und der Abundanz der Phospholipide. Die Lipidmuster bei Erwachsenen blieb nahezu gleich sowohl in Blutkonserven als auch im frischen Blut, was ein Indiz für minimale Lipidveränderungen durch Blutverarbeitung sein kann. Verglichen mit anderen Gruppen haben Säuglinge eigene Lipidmuster. Die Faktoren, die in dieser Masterarbeit nicht untersucht wurden, wie Membranproteine, Glykolipide oder kleine Metabolite könnten die Ergebnisse der Bluttransfusionen erklären. Wir empfehlen Erweiterung der Stichprobe, Verwendung von Multi-Omik Ansätzen oder Längsschnittstudien um Merkmale der Spender:innen zu ermitteln, die Transfusionserfolge erklären.
Abstract
(Englisch)
Preterm-born infants rely on red blood cell (RBC) transfusions to have better survival chances. However, the transfusion outcome depends on donor characteristics such as sex and age. Improved survival chances have been reported when preterm infants were transfused with RBCs from specific donor groups. The purposes of this thesis are to investigate differences in RBC membrane lipid composition across different population groups, across fresh and stored blood and therefore possibly explain better transfusion outcomes. A cohort of 105 samples was analyzed, comparing fresh adult blood, preterm and term RBCs from umbilical cord and four subgroups of donor blood units differing in sex and age. Lipidomic profiling was performed by reversed-phase high-performance liquid chromatography–mass spectrometry for chromatographic separation and species-level quantification and shotgun lipidomics for broad, rapid assessment of membrane lipid composition. Just a small subset of lipid species differed between adult and neonatal RBCs, while older female donors showed neither differences to other adult groups nor similarities to preterm RBCs. Adult RBCs, fresh or stored, clustered closely together regardless of sex or age. Preterm and term infant RBCs formed distinct separate clusters from adult groups, showing characteristic shifts in saturation, chain length distribution and phospholipid class abundances. Lipid patterns in adult RBCs remained stable across stored and fresh blood, suggesting minimal alteration through routine blood processing. Neonatal RBCs have unique lipid signatures compared to all adult groups. Factors not investigated in this thesis, such as membrane proteins, glycolipids or small metabolites may explain transfusion-related outcomes in preterm infants. We recommend expanding cohort size, integrating multi-omics layers and incorporating longitudinal sampling to identify donor characteristics that explain transfusion success.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Massenspektrometrie Erythrozyten Lipidomik RP-HPLC-MS Shotgun-Lipidomik
Schlagwörter
(Englisch)
Mass spectrometry Red blood cells Lipidomics RP-HPLC-MS Shotgun lipidomics
Autor*innen
Pavlo Frondzei
Haupttitel (Englisch)
Lipid analysis of erythrocyte membranes by means of mass spectrometry
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
74 Seiten
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Gunda Köllensperger
AC Nummer
AC17784546
Utheses ID
79220
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |