Analýza organických kyselín v biologických vzorkách metódou LC-MS/MS pre diagnostiku a štúdium patobiochémie vybraných ochorení

Bc. Ivana ROŠKOVÁ

Master's thesis

Analysis of organic acids in biological samples by LC-MS/MS for diagnosis and study of pathobiochemistry of selected diseases

Abstract:

Organické acidúrie tvoria početnú skupinu dedičných metabolických porúch (DMP), počas ktorých dochádza k akumulácii organických kyselín a ich konjugátov (hlavne acylkarnitíny a acylglycíny) v bunkách a telových tekutinách. Dôsledkom akumulácie týchto látok dochádza k narušeniu acidobázickej rovnováhy organizmu a ďalej k takým symptómom, ktoré môžu v najhoršom prípade skončiť smrťou pacienta. Rutinne sú organické acidúrie diagnostikované metódou plynovej chromatografie s hmotnostnou spektrometriou (GC MS), avšak táto metóda prináša určité nedostatky, preto je snaha o jej nahradenie. V teoretickej časti bola spracovaná literárna rešerš - úvod do problematiky dedičných metabolických porúch a organických acidúrií aj s príkladmi, ako je leucinóza, izovalerová acidúria a deficit acyl-CoA dehydrogenázy mastných kyselín so stredne dlhým reťazcom. Bola spracovaná aj rešerš zaoberajúca sa súčasnými možnosťami analýzy organických kyselín a teóriou metódy kvapalinovej chromatografie v spojení s tandemovou hmotnostnou spektrometriou (LC MS/MS). V praktickej časti bola LC-MS/MS validovaná pre 140 látok zo skupiny organických kyselín, acylkarnitínov a acylglycínov. Overované boli parametre ako je linearita, presnosť a správnosť, matricové efekty a carry-over. Následne bola metóda použitá na analýzu vzoriek pacientov a zdravých kontrol. Pre transformáciu nameraných dát bolo zavedené robustné škálované hodnoty a zmeny hladín biomarkerov oproti zdravej populácii. Analýzy vzoriek pacientov s organickými acidúriami boli vyhodnotené pomocou robustne škálovaných hodnôt a výsledky boli vyobrazené pomocou programov GraphPad Prism a Cytoscape.

Abstract:

Organic acidurias are group of inherited errors of metabolism (IMDs), when organic acids and their conjugates (mainly acylcarnitines and acylglycines) are accumulated in cells and body fluids. The accumulation of these metabolites causes acidosis and symptoms that may even end with the patient's death. Organic acidurias are diagnosed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), but this method has specific negatives, so efforts are being made to replace the method. In the theoretical part, a literature review - an introduction to IMD and organic acidurias with examples such as maple syrup urine disease, isovaleric aciduria and medium-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency - was elaborated There is also a review of present possibilities of organic acid analysis and the theory of liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) In experimental part the LC-MS/MS was validated for 140 metabolites (organic acids, acylglycines, acylcarnitines). Carry-over, matrix effects, linearity, accuracy and precision, were verified. Then the method was used for the analysis of the patient and healthy control samples. The robust scaled values and the changes of the biomarkers levels against healthy controls was established for the transformation of measured data. The analysis of the patient samples with organic acidurias were evaluated and the results were imaged in GraphPad Prism and Cytoscape softwares.

Keywords

Dedičné metabolické poruchy, organické acidúrie, kvapalinová chromatografia, hmotnostná spektrometria, validácia

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 7. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Barbora Piskláková

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry