Preview

Российский журнал персонализированной медицины

Расширенный поиск

Аналитические подходы подготовки проб для нецелевого метаболомного анализа адгезивных клеточных культур

https://doi.org/10.18705/2782-3806-2024-4-3-268-275

EDN: IJWRSN

Аннотация

Метаболомика представляет собой количественный и качественный анализ максимально полного набора метаболитов, присутствующих в клетках, биологических жидкостях и тканях, с использованием хемометрического и статистического анализа различий между метаболомами исследуемых групп. Надежность полученных аналитических данных и, как следствие, достоверная биологическая интерпретация результатов метаболомного исследования обусловлены выбором надлежащих процедур преаналитического этапа.

В обзоре представлены общие рекомендации по планированию и организации нецелевого метаболомного исследования с использованием адгезивных клеточных культур. Рассмотрены основные стратегии оптимизации процедуры подготовки проб к анализу и выбора условий культивирования клеточных культур, отбора проб, снижения метаболической активности и экстракции метаболитов.

Об авторах

Е. Д. Кессених
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Кессених Елизавета Дмитриевна, научный сотрудник НИЛ метаболомного и метаболического профилирования НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний НЦМУ «Центр персонализированной медицины»

ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, 197341



М. А. Мигунова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Мигунова Маргарита Александровна, лаборант-исследователь НИЛ метаболомного и метаболического профилирования НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний НЦМУ «Центр персонализированной медицины»

ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, 197341



М. И. Кривошеина
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Кривошеина Мария Игоревна, лаборант-исследователь НИЛ метаболомного и метаболического профилирования НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний НЦМУ «Центр персонализированной медицины»

ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, 197341



Е. А. Мурашко
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Мурашко Екатерина Александровна, к.х.н., заведующий НИЛ метаболомного и метаболического профилирования НИЦ неизвестных, редких и генетически обусловленных заболеваний НЦМУ «Центр персонализированной медицины»; ассистент кафедры математики и естественнонаучных дисциплин Института медицинского образования 

ул. Аккуратова, д. 2, Санкт-Петербург, 197341



Список литературы

1. Hayton S, Trengove RD, Maker GL. Sample Preparation and Reporting Standards for Metabolomics of Adherent Mammalian Cells. In: D’Alessandro, A. Ed. High-Throughput Metabolomics. Methods in Molecular Biology. Humana/New York/NY. 2019:1978.

2. Čuperlović-Culf M. Metabolomics in Animal Cell Culture. Animal Cell Culture. 2014;615–646.

3. Koek MM, Jellema RH, van der Greef J, et al. Quantitative metabolomics based on gas chromatography mass spectrometry: status and perspectives. Metabolomics. 2011;7:307–328.

4. León Z, García-Cañaveras JC, Donato MT, Lahoz A. Mammalian cell metabolomics: experimental design and sample preparation. Electrophoresis. 2013; Oct;34(19):2762–75.

5. Cuperlović-Culf M, Barnett DA, Culf AS, et al. Cell culture metabolomics: applications and future directions. Drug Discov Today. 2010; Aug;15(15–16):610–21.

6. Zhang A, Sun H, Xu H, et al. Cell metabolomics. OMICS. 2013; Oct;17(10):495–501.

7. Artati A, Prehn C, Adamski J. LC-MS/MSBased Metabolomics for Cell Cultures. In: Mandenius CF, Ross J. ed. Cell-Based Assays Using iPSCs for Drug Development and Testing. Methods in Molecular Biology. Humana/New York/NY. 2019:1994.

8. Miccheli AT, Miccheli A, Di Clemente R, et al. NMR-based metabolic profiling of human hepatoma cells in relation to cell growth by culture media analysis. Biochim Biophys Acta. 2006; Nov;1760(11):1723–31.

9. Ruiz-Aracama A, Peijnenburg A, Kleinjans J, et al. An untargeted multi-technique metabolomics approach to studying intracellular metabolites of HepG2 cells exposed to 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin. BMC Genomics. 2011; 12: 251.

10. Wahrheit J, Heinzle E. Quenching Methods for the Analysis of Intracellular Metabolites. Methods in Molecular Biology. 2013; 211–221.

11. Batista U, Garvas M, Nemec M, et al. Effects of different detachment procedures on viability, nitroxide reduction kinetics and plasma membrane heterogeneity of V-79 cells. Cell Biol Int. 2010; 34 (6):663–668.

12. Dettmer K, Nürnberger N, Kaspar H, et al. Metabolite extraction from adherently growing mammalian cells for metabolomics studies: optimization of harvesting and extraction protocols. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2010; 399(3):1127–1139.

13. Hutschenreuther A, Kiontke A, Birkenmeier G, et al. Comparison of extraction conditions and normalization approaches for cellular metabolomics of adherent growing cells with GC-MS. Analytical Methods. 2012; 4(7): 1953.

14. Cao B, Aa J, Wang G, et al. GC-TOFMS analysis of metabolites in adherent MDCK cells and a novel strategy for identifying intracellular metabolic markers for use as cell amount indicators in data normalization. Anal Bioanal Chem. 2011; Jul;400(9):2983–93.

15. Muschet C, Möller G, Prehn C, et al. Removing the bottlenecks of cell culture metabolomics: fast normalization procedure, correlation of metabolites to cell number, and impact of the cell harvesting method. Metabolomics. 2016; 12(10):151.

16. Silva LP, Lorenzi PL, Purwaha P, et al. Measurement of DNA concentration as a normalization strategy for metabolomic data from adherent cell lines. Anal Chem. 2013; Oct 15;85(20):9536–42.

17. Dietmair S, Timmins NE, Gray PP, et al. Towards quantitative metabolomics of mammalian cells: Development of a metabolite extraction protocol. Analytical Biochemistry. 2010; 404(2):155–164.

18. Halama A. Metabolomics in cell culture — A strategy to study crucial metabolic pathways in cancer development and the response to treatment. Archives of Biochemistry and Biophysics. 2014;564:100–109.


Рецензия

Для цитирования:


Кессених Е.Д., Мигунова М.А., Кривошеина М.И., Мурашко Е.А. Аналитические подходы подготовки проб для нецелевого метаболомного анализа адгезивных клеточных культур. Российский журнал персонализированной медицины. 2024;4(3):268-275. https://doi.org/10.18705/2782-3806-2024-4-3-268-275. EDN: IJWRSN

For citation:


Kessenikh E.D., Migunova M.A., Krivosheina M.I., Murashko E.A. Untargeted metabolomic analysis of adherent cell cultures: general recommendations for sample preparation. Russian Journal for Personalized Medicine. 2024;4(3):268-275. (In Russ.) https://doi.org/10.18705/2782-3806-2024-4-3-268-275. EDN: IJWRSN

Просмотров: 96


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-3806 (Print)
ISSN 2782-3814 (Online)