Dans une étude récente publiée dans le Nature Communications Journal, les chercheurs ont introduit un flux de travail complet pour découvrir les acides gras insaturés (FA) en couplant la chromatographie liquide et la spectrométrie de masse avec l’ozonolyse en phase gazeuse des doubles liaisons.
Etude : La découverte d’acides gras activés par l’ozone révèle une diversité inattendue dans le lipidome humain. Crédit d’image : ShowMeHowToFly/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les isomères d’acides gras contribuent à la variété négligée des lipidomes et sont fréquemment obscurcis par des procédures de séparation et de diagnostic insuffisantes. La dissociation induite par l’ozone (OzID) est une interaction ion-molécule en phase gazeuse à plage dynamique élevée avec l’ozone qui peut révéler des stéréo- et régioisomères non identifiés auparavant.
Cependant, la chromatographie liquide-spectrométrie de masse OzlD (LC-OzID-MS) n’a pas été largement utilisée pour le profilage des acides gras, et des outils logiciels spécialement conçus pour la recherche de régio- et de stéréoisomères sont nécessaires.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont conçu une approche basée sur LC-OzID-MS pour de novodétection indépendante de la bibliothèque des isomères d’acides gras, y compris des listes de cibles préparées mathématiquement.
L’équipe a extrait des lipides de vernix caseosa, de plasma humain et de cultures de cellules cancéreuses de la prostate (LNCaP) et de cancer du sein (MCF7). Des échantillons de Vernix caseosa ont été prélevés sur 10 nourrissons nés à terme de sexe masculin et 10 de sexe féminin.
Les lipides ont été hydrolysés, suivis d’une dérivatisation des acides gras. Une chromatographie liquide a été réalisée pour séparer les dérivés d’acides gras, qui ont subi une ionisation par électrospray (ESI) et une acquisition indépendante des données (DIA) des résultats LC-OzID-MS.
Après l’acquisition des données, une recherche complète des positions des liaisons chimiques de type double (ions produits OzID) a été effectuée et les faux positifs ont été supprimés par filtrage automatisé. L’abondance des acides gras, en termes relatifs, a été déterminée par spectrométrie de masse LC-OzID.
La spectrométrie de masse ESI à perfusion directe a été réalisée pour déterminer les groupes de molécules d’acides gras (à une échelle non isomère) et, en combinaison avec leur abondance relative, a fourni des estimations des quantités d’acides gras en termes absolus.
Les données ont été extraites de la base de données LIPID MAPS pour analyser la position et la configuration des doubles liaisons dans les acides gras. L’acide palmitique de type deutéré a été incorporé comme étalon interne pour quantifier les précurseurs des AG et déterminer la teneur en carbone et le degré de saturation.
Les groupes d’AF ont été mesurés en parallèle par infusion de type direct pour réduire le biais d’ionisation. Le plasma d’origine humaine NIST 1950 a été utilisé comme référence pour comparer le flux de travail de découverte.
Résultats
L’analyse de la découverte des acides gras activés par l’ozone (OzFAD) a révélé la diversité des lipides dans les échantillons. L’équipe a identifié 186 acides gras dans le plasma NIST 1950, dont 51 étaient des isomères d’acides gras avec des valeurs signal sur bruit pour les produits d’ozonolyse sur dix, qui n’ont pas été identifiés, selon les auteurs. Des tendances dans l’abondance relative des molécules d’acides gras monoinsaturés avec des longueurs de chaîne croissantes ont été observées.
Parmi les échantillons de vernix caseosa, l’analyse a montré une variété inhabituelle de configurations de liaisons chimiques de type double, comprenant respectivement 18, 116 et 32 acides gras saturés, monoinsaturés et polyinsaturés de type chaîne droite.
De plus, 30 et 42 acides gras saturés et monoinsaturés de type ramifié, respectivement, ont été détectés à partir de 238 types d’acides gras, dont 40, selon les auteurs et sur la base d’études bibliographiques, n’ont pas été identifiés auparavant.
Les acides gras trans représentaient 6,5 % de la teneur totale en acides gras du plasma de référence. L’identification de modèles d’insaturation de type non canonique dans les lignées cellulaires cancéreuses et les échantillons de Vernix caseosa indique que des mécanismes jusque-là inconnus du métabolisme des lipides pourraient être impliqués dans la formation ou l’altération des lipides, entraînant la création de ces espèces.
Une analyse comparative des proportions d’acides gras insaturés avec des pourcentages certifiés pour le plasma de référence NIST1950 a révélé une précision de 63,0 % pour le flux de travail.
Il est important de noter que la plage dynamique et la sélectivité du flux de travail ont révélé des caractéristiques correspondant aux régioisomères de liaison chimique de type double, bien qu’elles soient partiellement déterminées par chromatographie, comme le vérifie l’acquisition dépendante des données (DDA).
Le spectre dynamique des types d’acides gras attribués en toute sécurité a été déterminé à cinq ordres de grandeur en combinant les mesures d’abondance absolue et relative. Étant donné que toute espèce déterminée comme étant détectable au-delà du bruit était détectable dans chaque réplique cellulaire, la détection et la quantification relative des acides gras étaient fiables.
Il y avait moins de différences entre les répétitions expérimentales pour les acides gras très abondants, tels que l’acide octadécénoïque.
La longueur de chaîne équivalente différentielle (dECL) a permis de comparer le comportement de rétention des isomères d’acides gras sur différentes longueurs de chaîne et les positions des doubles liaisons.
L’identification des acides gras monoinsaturés et polyinsaturés a indiqué que ces molécules d’acides gras de type oméga-3 non interrompues par le méthylène pouvaient être biosynthétisées par la dégradation des lipides chez l’homme. Une comparaison des profils d’acides gras humains et bovins a révélé des voies métaboliques distinctes.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que le flux de travail permet de novo identification des isomères des doubles liaisons d’acides gras dans des milieux complexes, y compris le plasma humain, les cellules de cellules tumorales et Vernix caseosa, atténuant le besoin d’une séparation chromatographique complète ou de spectres de masse de référence.
Des recherches supplémentaires doivent être menées pour améliorer la précision de la quantification, augmenter la disponibilité des étalons de référence et incorporer des réactions hydrolytiques enzymatiques pour étendre leur application aux lipides complexes.
