Uma nova ferramenta de análise de proteínas desenvolvida na Universidade de Buffalo poderia aumentar muito a velocidade e a precisão com que os efeitos das doenças e drogas são analisados.

A ferramenta inovadora, chamado IonStar, é o primeiro a fornecer uma precisão quase perfeita ao quantificar e comparar a abundância de proteínas no corpo de pessoas saudáveis ​​e doentes.

Comparado ao MaxQuant padrão da indústria, IonStar melhorou a consistência da medição de proteínas em baixa abundância e reduziu a quantidade de dados ausentes nos resultados de 17 por cento para 0,1 por cento, um nível que nunca foi alcançado com grandes amostras.

A nova ferramenta pode aumentar a qualidade e a precisão do diagnóstico médico e acelerar o ritmo do desenvolvimento farmacêutico.

"IonStar mudará totalmente a face da pesquisa clínica e farmacêutica e da indústria, onde grandes investigações são frequentemente críticas, "diz Jun Qu, Ph.D., pesquisador principal e professor da Faculdade de Farmácia e Ciências Farmacêuticas da UB.

A pesquisa foi publicada ontem no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

Jogando no Ponto da Diferença

A abundância de proteínas no corpo que correspondem a doenças ou reações farmacêuticas pode fornecer aos pesquisadores pistas vitais para diagnosticar com precisão uma condição, e para desenvolver terapias potenciais e avaliar os efeitos das drogas.

Ferramentas de análise de proteínas são usadas para quantificar e comparar a abundância de proteínas em grupos de indivíduos saudáveis ​​com aqueles que estão doentes ou tratados com medicamentos. Mudanças na abundância de proteínas, quando analisados ​​juntos, frequentemente revelam novos biomarcadores.

O desafio para os pesquisadores é que as ferramentas atuais não são eficientes na análise de um grande número de amostras. Um tipo de método, o método de rotulagem, usa etiquetas químicas para rotular proteínas. O problema:o software só pode analisar até 10 amostras por vez, tornando difícil para os pesquisadores conduzirem estudos clínicos e farmacêuticos típicos, diz Qu.

A alternativa, o método sem etiqueta, pode analisar um grande número de amostras de uma vez em detrimento da exatidão e precisão, fazendo com que os pesquisadores percam tempo e recursos validando biomarcadores falsamente identificados.

IonStar aumenta a exatidão e precisão e reduz a perda de dados, melhorando os métodos de preparação de amostras, projetos de detecção de alinhamento e recursos para análise de espectrometria de massa.

"Por exemplo, em ensaios clínicos, comparar um punhado de pacientes não leva a lugar nenhum, "diz Qu." Se você puder analisar um grande número de pacientes com dados de alta qualidade, você pode descobrir e rastrear biomarcadores com muito mais precisão e confiabilidade. O mesmo é verdade para as investigações farmacêuticas. "

Provando o conceito em lesão cerebral traumática

Os pesquisadores usaram o IonStar para quantificar proteínas em ratos com lesão cerebral traumática, uma condição debilitante que responde por 2,2 milhões de atendimentos de emergência anualmente nos Estados Unidos.

Usando 100 amostras de tecido, IonStar identificou 7, 000 proteínas, incluindo 1, 000 que diferiam em abundância, sem dados perdidos.

IonStar também mediu proteínas de baixa abundância com maior exatidão e precisão do que outras ferramentas de análise prevalentes. Esta capacidade é crítica, diz Qu, porque as proteínas que aparecem em quantidades menores desempenham um papel mais influente no corpo.

“Se as proteínas de alto nível são soldados, então as proteínas de nível inferior são os comandantes. Eles são os reguladores que dizem às proteínas de nível superior o que fazer, "diz Qu.

Qu usou IonStar e técnicas semelhantes para analisar a variação de proteínas no câncer, diabetes, doença cardiovascular, neurodegeneração e degeneração da retina também.

O trabalho futuro no IonStar se concentrará na expansão do número de amostras que a ferramenta pode analisar.