Εγκαινιάσθηκε το νέο Κεντρικό Ερευνητικό Εργαστήριο (Core Lab) στο AΚΙΣΑ με την ονομασία «ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΡΥΤΑΝΗ ΧΡΗΣΤΟΥ ΚΙΤΤΑ»

Μια ακόμα νέα, υπερσύγχρονη δομή εγκαινιάσθηκε στις 27/3/23, δημιουργώντας μεγάλες προσδοκίες στην πανεπιστημιακή κοινότητα: πρόκειται για το Κεντρικό Ερευνητικό Εργαστήριο (Core Lab) AΚΙΣΑ-ΑΤΤΙΚΟΝ με την ονομασία «ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΡΥΤΑΝΗ ΧΡΗΣΤΟΥ ΚΙΤΤΑ»!

Με γνώμονα την εξωστρέφεια, τη διεπιστημονικότητα, τις συνέργειες μεταξύ Εργαστηρίων, Τμημάτων και Σχολών, τη συμμετοχή όλων σε μια συνεκτική ιδρυματική στρατηγική και τη διάκριση σε διεθνές επίπεδο, οι Πρυτανικές Αρχές υλοποιούν ειδικό πρόγραμμα που περιλαμβάνει την προμήθεια μεγάλου και σύγχρονου επιστημονικού εξοπλισμού αιχμής, που θα ενισχύσει σημαντικά τις ερευνητικές προσπάθειες των μελών ΔΕΠ όλων των Σχολών και θα αλλάξει ουσιωδώς την εικόνα του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Η προμήθεια του νέου σύγχρονου ερευνητικού εξοπλισμού και η εγκατάσταση του γίνεται σε τέσσερις χώρους (4) του ΕΚΠΑ:

1. Core facility Ιατρικής στο Γουδί.
2. Core facility Ιατρικής στο ΑΚΙΣΑ.
3. Core facility Σχολής Θετικών Επιστημών. Εξυπηρετεί τις ερευνητικές ανάγκες όλων των σχετικών τμημάτων που στεγάζονται στην Πανεπιστημιούπολη Ζωγράφου (τμήμα Φαρμακευτικής και όλα τα τμήματα της ΣΘΕ).
4. Core facility Κοινωνικών και Ανθρωπιστικών Σπουδών στη Δαμάρεως.

Η χρηματοδότηση της διαμόρφωσης των χώρων και της προμήθειας του ερευνητικού εξοπλισμού προέρχεται από τα αποθεματικά του ΕΛΚΕ και από προγράμματα δημοσίων επενδύσεων του Υπ. Παιδείας.

Κατά την τελετή εγκαινίων του Κεντρικού Ερευνητικού Εργαστηρίου (Core Lab) AΚΙΣΑ-ΑΤΤΙΚΟΝ με την ονομασία «ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΡΥΤΑΝΗ ΧΡΗΣΤΟΥ ΚΙΤΤΑ», ο Πρύτανης, καθηγητής Μ.-Α. Δημόπουλος παρουσιάζοντας τη νέα δομή τόνισε, μεταξύ άλλων, ότι «είμαι ιδιαίτερα υπερήφανος που κατά τη διάρκεια της Πρυτανείας μου σχεδιάσαμε και υλοποιήσαμε ένα έργο αναπτυξιακής πνοής, τη δημιουργία Κεντρικών Οριζόντιων Ερευνητικών Εργαστηρίων (Core Facilities). Τα Πανεπιστημιακά Νοσοκομεία υπηρετούν, όπως όλοι και όλες γνωρίζουμε, ισότιμα το τρίπτυχο “εκπαίδευση – κλινικό έργο – έρευνα”, παρέχουν υπηρεσίες υγείας υψηλών προδιαγραφών με σαφή επιστημονικό προσανατολισμό και δρουν ως ατμομηχανές προόδου και πόλοι καινοτομίας και αριστείας στο σύστημα υγείας. Παράλληλα, οφείλουμε να παρατηρήσουμε ότι η μέχρι σήμερα λειτουργία του κτηριακού συγκροτήματος «ΑΚΙΣΑ», το οποίο εγκαινιάστηκε το 2017, έχει συνδράμει σημαντικά στην Ακαδημαϊκή Ιατρική Έρευνα και Εκπαίδευση, υποστηρίζοντας την προσφορά του Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ στις επιστήμες υγείας με όλα τα οφέλη, από ιατρικής και ακαδημαϊκής πλευράς, που αυτό συνεπάγεται για την κοινωνία. Στόχος όλης αυτής της προσπάθειας είναι η ανάδειξη του ΑΚΙΣΑ σε ένα οικοσύστημα έρευνας, εκπαίδευσης και δικτύωσης όλης της επιστημονικής κοινότητας, φοιτητών, ερευνητών, και μελών ΔΕΠ και η προώθηση της Αριστείας στην Έρευνα που επιτελείται διαχρονικά στην Ιατρική Σχολή του ΕΚΠΑ. Μέσα από την ανάπτυξη της οριζόντιας ερευνητικής υποδομής στο ΑΚΙΣΑ και τη συμμετοχή του ΕΚΠΑ σε εμβληματικά έργα, όπως το CIVIS και το RIS4CIVIS, αυξάνεται η ικανότητα χρηματοδότησης και διεύρυνσης των συνεργασιών των μελών ΔΕΠ του Π.Γ.Ν. ΑΤΤΙΚΟΝ. Ως Πρυτανική Αρχή δώσαμε και δίδουμε ιδιαίτερη έμφαση στην βελτίωση των υποδομών και τη ανάπτυξη νέων με σκοπό τη δημιουργία όσο γίνεται καλύτερων συνθηκών για τη διεξαγωγή της διδασκαλίας και της έρευνας, καθώς και για την παροχή υπηρεσιών Υγείας υψηλού επιπέδου».

Ολοκληρώνοντας την παρουσίαση ο κ. Πρύτανης αναφέρθηκε στην ονοματοδοσία της νέας υποδομής: «Είμαστε ιδιαίτερα υπερήφανοι για τη λειτουργία του νέου Κεντρικού Ερευνητικού Εργαστηρίου (Core Lab) που εγκαινιάζουμε σήμερα στον εμβληματικό χώρο του ΑΚΙΣΑ στο Αττικό Νοσοκομείο και ακριβώς με ιδιαίτερο συμβολισμό επιλέξαμε να ονομασθεί αυτός ο νέος και πρωτοποριακός χώρος προς τιμήν μιας εμβληματικής προσωπικότητας της Παιδείας και της Υγείας, του Πρύτανη και Επίτιμου Καθηγητή Χρήστου Κίττα, μεγάλου Πανεπιστημιακού Δασκάλου, διακεκριμένου Ερευνητή, Ενεργού Πολίτη, ο οποίος μάλιστα είχε ιδιαίτερη συμβολή στην εξέλιξη του Αττικού σε Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου και αποτελεί πάντα για όλους μας φωτεινό παράδειγμα».

Μετά την παρουσίαση από τον Πρύτανη, ακολούθησε χαιρετισμός από τον Διοικητή του Π.Γ.Ν. «ΑΤΤΙΚΟΝ», κ. Σπυρίδωνα Αποστολόπουλο, αναλυτική παρουσίαση της υποδομής από την καθηγήτρια της Ιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ, κ. Παρασκευή Μουτσάτσου και ομιλία από τον π. Πρύτανη και επίτιμο καθηγητή του ΕΚΠΑ, κ. Χρήστο Κίττα.

Το «ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΡΥΤΑΝΗ ΧΡΗΣΤΟΥ ΚΙΤΤΑ» στο Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο ΑΤΤΙΚΟΝ, διαθέτει:

1. το πιο προηγμένο σύστημα διαδοχικής φασματομετρίας μάζας συνδυασμένο με υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης /
2. το σύστημα μελέτης του κυτταρικού μεταβολισμού (μοντέλο seahorse) /
3. καθώς και την πλατφόρμα μαζικής παράλληλης αλληλούχησης νέας γενιάς υψηλής απόδοσης.

ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΛΕΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ

Π. ΜΟΥΤΣΑΤΣΟΥ (Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ, Διευθύντρια Εργαστηρίου Κλινικής Βιοχημείας , ΠΓΝ Αττικόν)

Στο «Kεντρικό Eρευνητικό Eργαστήριο Πρυτάνεως Χρήστου Κίττα» που εδράζεται στο κτίριο ΑΚΙΣΑ του ΠΓΝ Αττικόν, εγκαταστάθηκε  τo Σύστημα Μελέτης Κυτταρικού Μεταβολισμού (Agilent Seahorse XF Analyzer) το οποίο μελετάει τον κυτταρικό μεταβολισμό και ιδιαίτερα τη μετάπτωση του μεταβολισμού από την οξειδωτική φωσφορυλίωση προς τη γλυκόλυση. Το Seahorse XF δίνει πληροφορίες για τις μεταβολικές οδούς, οι οποίες ακολούθως μπορούν να διελευκανθούν με φασματομετρία μάζας.Καθώς ο μεταβολισμός εμπλέκεται σε όλες τις κυτταρικές λειτουργίες, το όργανο αυτό χρησιμοποιείται στην έρευνα νοσημάτων όπως ο σακχαρώδης διαβήτης, η παχυσαρκία, τα μεταβολικά νοσήματα που οφείλονται σε ενδοκρινοπάθειες, ο καρκίνος, Alzheimer, Parkinson,  πολλαπλή σκλήρυνση, αυτοάνοσα νοσήματα. Έχει, πλέον,  εδραιωθεί ως η κορυφαία μέθοδος για τη μελέτη του κυτταρικού μεταβολισμού. Ειδικά για τη μελέτη της μιτοχονδριακής βιολογίας θεωρείται το όργανο και η μέθοδος επιλογής. Συγκεκριμένα, η μετάπτωση του μεταβολισμού από την οξειδωτική φωσφορυλίωση προς τη γλυκόλυση στα καρκινικά κύτταρα θεωρείται κομβικό γεγονός της εξαλλαγής του κυττάρου. Οι ερευνητές που ασχολούνται με τον καρκίνο χρησιμοποιούν το όργανο αυτό για να κάνουν μεταβολική φαινοτύπιση σε καρκινικά κύτταρα και να μελετήσουν εκτός από το μεταβολισμό τους το μικροπεριβάλλον του όγκου και τη δράση φαρμάκων. 

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Liang W, Huang L, Whelchel A, Yuan T, Ma X, Cheng R, Takahashi Y, Karamichos D, Ma JX. Peroxisome proliferator-activated receptor-α (PPARα) regulates wound healing and mitochondrial metabolism in the cornea. Proc Natl Acad Sci U S A. 2023;120(13) .
2. Yennemadi AS, Keane J, Leisching G. Mitochondrial bioenergetic changes in systemic lupus erythematosus immune cell subsets: Contributions to pathogenesis and clinical applications.Lupus. 2023. Review.
3. Zhaolan Hu et al. The transcription factor RFX5 coordinates antigen-presenting function and resistance to nutrient stress in synovial macrophages. Nature Met. 2023
4. Dong X, Zhang, Q, Yu, X, Wang, D, Ma, J, Ma, J and Shi, SH. Metabolic lactate production coordinates vasculature development and progenitor behavior in the developing mouse neocortex . Nature Neuroscience 2022; 25(7), 865-875.

Η ΑΛΛΗΛΟΥΧΗΣΗ ΝΕΑΣ ΓΕΝΙΑΣ (Next Generation Sequencing) ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΦΡΑΣΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΑΓΝΩΣΗ

Π. ΜΟΥΤΣΑΤΣΟΥ (Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ, Διευθύντρια Εργαστηρίου Κλινικής Βιοχημείας, Νοσ. ΑΤΤΙΚΟ)

Η μαζική παράλληλη αλληλούχηση νέας γενιάς (Next-Generation Sequencing, NGS) επιτρέπει την ταυτόχρονη αλληλούχηση εκατομμυρίων θραυσμάτων DNA χωρίς προηγούμενη γνώση της αλληλουχίας. Σήμερα, το NGS είναι η μέθοδος επιλογής για την αλληλούχηση του γονιδιώματος και του μεταγραφώματος μεγάλης κλίμακας, λόγω της υψηλής απόδοσης αποτελεσμάτων, αλλά και λόγω του χαμηλότερου κόστους ανάγνωσης ανά γιγαβάση (gigabase) σε σύγκριση με την αρχική μέθοδο αλληλούχησης πρώτης γενιάς ή αλληλούχηση κατά Sanger.

Η ανάπτυξη των τεχνολογιών NGS που εφαρμόζονται για τη μελέτη DNA, RNA ή τη μεθυλίωση έχει σημαντικό αντίκτυπο στις βιοεπιστήμες. Ο τεράστιος όγκος δεδομένων που παράγονται από το NGS διευρύνει καθημερινά τη γνώση μας όσον αφορά στη δομή και τη λειτουργία του γονιδιώματος παρέχοντας νέα δεδομένα για τη λειτουργία και το νόημα της γενετικής διατήρησης και της ποικιλομορφίας των οργανισμών. Το NGS σήμερα, περισσότερο από ποτέ άλλοτε, βοηθά στην κατανόηση της γενετικής πληροφορίας, στο πώς εκείνη αξιοποιείται από τους οργανισμούς για να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν, ενώ προσφέρει «αποδείξεις» για την εμφάνιση ασθενειών και ποικιλομορφίας μέσα στα πληθυσμιακά δίκτυα και τα μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα. Η μέθοδος έχει βρει εφαρμογή σε πολυάριθμους κλάδους, όπως τα σπάνια νοσήματα, την ογκολογία, τη μικροβιολογία, την κλινική διάγνωση πολλών ασθενειών, την ανάπτυξη και την εισαγωγή νέων και εξατομικευμένων θεραπειών, στον προεμφυτευτικό, και στον προγεννητικό έλεγχο, αλλά και στην γεωργία και τη θαλάσσια βιολογία.

Η μαζική παράλληλη αλληλούχηση νέας γενιάς (NGS) επιτρέπει την εφαρμογή ποικίλων μεθόδων, οι οποίες διαφέρουν μεταξύ τους κυρίως στην προέλευση των δειγμάτων DNA ή RNA (π.χ. οργανισμός, τύπος ιστού, φυσιολογικό ή παθολογικό δείγμα, πειραματικές συνθήκες κ.ο.κ.), καθώς και στις επιλογές βιοπληροφορικής ανάλυσης των δεδομένων. Μετά το πέρας της διαδικασίας προετοιμασίας της βιβλιοθήκης, το στάδιο της καθ’ αυτής αλληλούχησης παραμένει ουσιαστικά το ίδιο, ανεξάρτητα από την επιλεχθείσα μέθοδο. Για την προετοιμασία των βιβλιοθηκών υπάρχουν πρωτόκολλα για αλληλούχηση πλήρων γονιδιωμάτων (WGS), αλληλούχηση RNA (RNA-Seq), στοχευμένη αλληλούχηση (όπως αλληλούχηση εξωμάτων ή 16S αλληλούχηση), καθώς και για αλληλούχηση επιλεγμένων από το χρήστη περιοχών, στις οποίες συνδέονται πρωτεΐνες κ.α.

Το WGS παρέχει περισσότερα δεδομένα με καλύτερη ομοιομορφία κάλυψης ανάγνωσης σε παραλλαγές που σχετίζονται με ασθένειες και αποκαλύπτει πολυμορφισμούς εκτός των περιοχών κωδικοποίησης και γονιδιωματικές αναδιατάξεις. Σε αντίθεση με το WGS, το WES παρέχει κάλυψη για περισσότερο από το 95% των ανθρώπινων εξονίων για τη διερεύνηση των περιοχών του γονιδιώματος που κωδικοποιούν για πρωτεΐνες (CDS) και την αναγνώριση παραλλαγών ή SNPs, όταν το WGS δεν είναι πρακτικό ή απαραίτητο. Δεδομένου ότι το έξωμα αντιπροσωπεύει λιγότερο από το 2% του ανθρώπινου γονιδιώματος, είναι η οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση στο WGS στη μελέτη της ανθρώπινης γενετικής και ασθένειας. Το RNΑ-seq μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση όλων των μεταγραφικών δραστηριοτήτων ή ένα επιλεγμένο υποσύνολο στοχευμένων μεταγράφων σε ένα δεδομένο δείγμα. Η ανάλυση του μεθυλώματος από το MeS συμπληρώνει τα WGS και WES  για τον προσδιορισμό των ενεργών θέσεων μεθυλίωσης και των επιγενετικών δεικτών που ρυθμίζουν την έκφραση γονιδίων, την αποτύπωση, την ανάπτυξη, τη διαφοροποίηση, και την επιγενετική κατάσταση.

Ο συνεχώς εξελισσόμενος τομέας των εφαρμογών μαζικής παράλληλης αλληλούχησης (NGS), έχει οδηγήσει σε σημαντική αύξηση του εύρους και της κλίμακας των παραμέτρων που οι ερευνητές μπορούν να μελετήσουν για να συμπεριλάβουν ολόκληρα γονιδιώματα, εξώματα, μεταγραφώματα, επιγονιδιώματα κ.α.. Κάθε παράμετρος είναι ένα κομμάτι παζλ που παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τις λεπτομέρειες των βιολογικών μηχανισμών και της παθολογίας των ασθενειών. Επιπλέον, προσεγγίσεις υψηλής ανάλυσης όπως η αλληλούχηση ενός κυττάρου (single cell analysis) ή η χωρική ανάλυση (spatial profiling) προσφέρουν ένα ανώτερο επίπεδο θεμελιώδους λεπτομέρειας για την εξέταση της ετερογένειας σε σύνθετους κυτταρικούς πληθυσμούς. Μέσω της συνδυασμένης ανάλυσης των multiomics, οι ερευνητές μπορούν να παρακολουθήσουν την περίπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων της ζωής. Ενσωματώνοντας συμπληρωματικές μετρήσεις σε σύνολα δεδομένων επιτυγχάνουν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα των κυτταρικών φαινοτύπων και συμβάλλουν στην αύξηση της ποιότητας των πληροφοριών που προέρχονται από κάθε δείγμα.

Στο «Kεντρικό Eρευνητικό Eργαστήριο Πρυτάνεως Χρήστου Κίττα» που εδράζεται στο κτίριο ΑΚΙΣΑ του ΠΓΝ Αττικόν, εγκαταστάθηκε το σύστημα NextSeq 2000, μία πλατφόρμα αλληλούχησης Νέας Γενιάς τελευταίας τεχνολογίας του οίκου Illumina, με καινοτόμα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά, προηγμένη χημεία, απλοποιημένη βιοπληροφορική ανάλυση και απλή ροή εργασίας που επιτρέπουν συμβατότητα με ευρεία γκάμα εφαρμογών για ερευνητικούς και διαγνωστικούς σκοπούς, πιο εκτεταμένες μελέτες και υψηλότερη ανάλυση, με εξαιρετικά ακριβή αποτελέσματα.

Το σύστημα NextSeq 2000, αποδίδει έως και 1,2 δισεκατομμύρια διαβάσματα αλληλουχιών (reads) και δύναται να παράγει έως και 360Gb δεδομένων, με χρήση διαφορετικών αντιδραστηρίων και δυνατότητα διαβάσματος αλληλουχιών διαφορετικού μήκους. Επιπρόσθετα, το σύστημα αυτό, εξασφαλίζει εξαιρετική ποιότητα και ακρίβεια αποτελεσμάτων με το ποσοστό των βάσεων που αποδίδεται με υψηλή ποιότητα Q30 (99,99 % ακρίβεια) να φτάνει περισσότερο από το 90 %.  Στα καινοτόμα χαρακτηριστικά που εμφανίζει το σύστημα NextSeq 2000 συγκαταλέγεται η ενσωμάτωση της πλατφόρμας βιοπληροφορικής ανάλυσης DRAGEN (Dymanic Read Analysis for GENomics), η οποία παρέχει εξαιρετικά γρήγορη (έως και σε δύο ώρες) και υψηλής ακρίβειας δευτερογενή ανάλυση των δεδομένων αλληλούχησης. Η πλατφόρμα DRAGEN χρησιμοποιεί βελτιστοποιημένους αλγόριθμους για ευρεία γκάμα εφαρμογών, μέσω των οποίων επιτυγχάνεται η μετατροπή των αρχείων BCL (base calling), η χαρτογράφηση των αλληλουχιών (mapping), η στοίχιση σε γονιδίωμα αναφοράς (alignment), η ομαδοποίηση των κοινών αλληλουχιών (shorting), καθώς και η αναφορά γενετικών παραλλαγών (variant calling).

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Levy SE. and Myers RM.Advancements in Next-Generation Sequencing. Annu. Rev. Genom. Hum. Genet. 2016; 17:95–115. doi: 10.1146/annurev-genom-083115-022413
2. Salk JJ, Schmitt MW & Loeb LA. Enhancing the accuracy of next-generation sequencing for detecting rare and subclonal mutations Nature Reviews Genetics; 2018; 19: 269–285. https://doi.org/10.1038/nrg.2017.117
3. Hu T, Chitnis N, Monos D, Dinh A. Next-generation sequencing technologies: An overview. Hum Immunol. Nov 2021;82(11):801-811. doi: 10.1016/j.humimm.2021.02.012.
4. Kulski JK. Next-Generation Sequencing — An Overview of the History, Tools, and “Omic” Applications. IntechOpen. NextGeneration Sequencing – Advances, Applications and Challenges. Chapter 1. 2015; http://dx.doi.org/10.5772/61964
5. Heather JM, Chain B. The sequence of sequencers: The history of sequencing DNA. Genomics. 2016;107: 1–8. http://dx.doi.org/10.1016/j.ygeno.2015.11.003
6. Povysil G, Petrovski S, Hostyk J, Aggarwal V, Allen AS & Goldstein DB. Rare-variant collapsing analyses for complex traits: guidelines and applications. Nature Reviews Genetics. 2019; 20:747–759. https://doi.org/10.1038/s41576-019-0177-4

Η  ΥΓΡΗ ΧΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ – ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΡΤΙΑ ΜΑΖΑ (LC–MS/MS)  ΣΤΗΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ – ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ 

Π. ΜΟΥΤΣΑΤΣΟΥ (Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ, Διευθύντρια Εργαστηρίου Κλινικής Βιοχημείας, Νοσ. ΑΤΤΙΚΟ)

Η υγρή χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας (LC-MS/MS) είναι μια πρωτοποριακή αναλυτική τεχνική, υψηλής τεχνολογίας, η οποία έχει τη δυνατότητα να προσδιορίζει ταυτόχρονα πολλαπλές ενώσεις μικρού μοριακού βάρους, σε ένα δείγμα, με υψηλή ακρίβεια, ευαισθησία, ειδικότητα και ταχύτητα.

Η LC-MS/MS είναι η μέθοδος επιλογής σήμερα για τη μελέτη μικρών μορίων (μεταβολίτες) με εφαρμογές τόσο στη διάγνωση νοσημάτων όσο και στη διερεύνηση της αιτιοπαθογένειας και θεραπείας διαφόρων νοσημάτων (πχ κλινικές μελέτες για την ανεύρεση διαγνωστικών δεικτών καθώς και θεραπευτικών στόχων των νοσημάτων). Η διεθνής επιστημονική κοινότητα αναγνωρίζει σήμερα τη μεθοδολογία LC-MS/MS ως μεθοδολογία αναφοράς (Reference Method) και Gold Standard αναλυτική τεχνική στην  Εργαστηριακή Διαγνωστική Ιατρική.  

Η εισαγωγή της LC-MS/MS στη διαγνωστική κλινική ρουτίνα αυξάνεται ραγδαία και ιδιαίτερα σε πεδία όπως η κλινική ενδοκρινολογία, η κλινική τοξικολογία, ο προσδιορισμός βιταμινών και η παρακολούθηση επιπέδων φαρμάκων καθώς και η διάγνωση των κληρονομικών μεταβολικών  νοσημάτων.

Αναλυτικότερα, ο προσδιορισμός των στεροειδών ορμονών με την τεχνική των ανοσοαναλύσεων παρουσιάζει προβλήματα έλλειψης ειδικότητας και ευαισθησίας λόγω της παρουσίας στο βιολογικό δείγμα (ορό, ούρα, σίελο) πολλών ενδογενών αλλά και εξωγενών ενώσεων με παρόμοιο χημικό τύπο οι οποίες παρεμβαίνουν στην ανάλυση οδηγώντας κατά συνέπεια, σε «ψευδώς χαμηλά» ή «ψευδώς υψηλά» επίπεδα στεροειδών ορμονών. Οι αναλυτικές αυτές παρεμβολές δημιουργούν σοβαρά προβλήματα στη διάγνωση των ενδοκρινοπαθειών ιδιαίτερα σε κλινικές καταστάσεις, όπως η συγγενής υπερπλασία των επινεφριδίων, το σύνδρομο Cushing, η υπερανδρογοναιμία στις γυναίκες, ο υπογοναδισμός στον άντρα.

Η μέθοδος LC-MS/MS πλεονεκτεί των ανοσοαναλύσεων όχι μόνο διότι έχει καλύτερα αναλυτικά χαρακτηριστικά (ακρίβεια, ειδικότητα, ευαισθησία) αλλά έχει και τη δυνατότητα προσδιορισμού ταυτόχρονα πολλών στεροειδών ορμονών και των μεταβολιτών τους σε ένα δείγμα ασθενούς. Αποτελεί σήμερα την μέθοδο επιλογής για την διάγνωση συγγενούς υπερπλασίας των επινεφριδίων και των προβλημάτων γενικά διαφοροποίησης του φύλου (ιδιαίτερα στα νεογνά). Από την άλλη πλευρά, η LC-MS/MS θεωρείται η μόνη ενδεδειγμένη μέθοδος για τον προσδιορισμό των μετανεφρινών και κατεχολαμινών (ιδιαίτερα ο προσδιορισμός των ελεύθερων μετανεφρινών στον ορό) για τη διάγνωση του φαιοχρωμοκυτώματος και άλλων νευροενδοκρινικών όγκων.

Η σύγχρονη διεθνής βιβλιογραφία υποστηρίζει ότι παρόμοια με τις στεροειδείς ορμόνες έχουν παρατηρηθεί προβλήματα έλλειψης ειδικότητας και στην περίπτωση του προσδιορισμού της 25-OH βιταμίνης D με τις τεχνικές των ανοσοαναλύσεων. Η μεθοδολογία LC-MS/MS είναι η μέθοδος επιλογής σήμερα για τον προσδιορισμό της 25-ΟΗ βιταμίνης D αλλά και των μεταβολιτών της λόγω των υψηλών αναλυτικών χαρακτηριστικών της τεχνικής αυτής (υψηλή ακρίβεια, ειδικότητα). Θα πρέπει να τονιστεί ότι ο προσδιορισμός των μεταβολιτών της βιταμίνης D θεωρείται σήμερα απαραίτητος για την εκτίμηση των επιπέδων της βιταμίνης D στα παιδιά αλλά και για τη διερεύνηση κλινικών καταστάσεων όπως η ιδιοπαθής υπερασβεστιαιμία, η υπερασβεστιαιμία λόγω κακοήθειας κ.ά.

Περαιτέρω σημαντικές εφαρμογές της LC-MS/MS μεθοδολογίας είναι ο προσδιορισμός εξαρτησιογόνων ουσιών (βενζοδιαζεπίνες, οπιοειδή, αμφεταμίνες και οι μεταβολίτες τους) καθώς και η παρακολούθηση των επιπέδων φαρμάκων όπως ανοσοκατασταλτικά, αντιαρρυθμικά, αντικαταθλιπτικά, αντιεπιληπτικά, αντιμυκητισιακά και αντιρετροϊκά δεδομένου οτι δεν υπάρχει άλλη διαθέσιμη μέθοδος για τον προσδιορισμό τους.  

Τέλος, η LC-MS/MS τεχνική είναι η μόνη που δύναται να ανιχνεύσει διαταραχές που οφείλονται σε κληρονομικά μεταβολικά νοσήμτα. Ως γνωστό, η κληρονομική διαταραχή σε ένζυμα και συνένζυμα οδηγούν σε διακοπή του φυσιολογικού μεταβολισμού με αποτέλεσμα την παραγωγή τοξικών ενώσεων (μεταβολιτών) με συνέπεια βλάβες σε πολλά όργανα όπως ο εγκέφαλος, η καρδιά το ήπαρ, οι νεφροί κ.α.

Όπως είναι φανερό από τα παραπάνω, η είσοδος της LC-MS/MS τεχνολογίας στην Εργαστηριακή Διαγνωστική Ιατρική είναι επιτακτική ανάγκη διότι η σωστή και έγκαιρη διάγνωση για τον ασθενή είναι ζωτικής σημασίας. Από την άλλη πλευρά, η εφαρμογή της LC-MS/MS είναι ευρεία σε κλινικά ερευνητικά πρωτόκολλα διερεύνησης αιτιοπαθογένειας νοσημάτων, ανεύρεσης θεραπευτικών στόχων και ανταπόκρισης στη θεραπευτική αγωγή .

Στο «Kεντρικό Eρευνητικό Eργαστήριο Πρυτάνεως Χρήστου Κίττα» που εδράζεται στο κτίριο ΑΚΙΣΑ του ΠΓΝ Αττικόν, εγκαταστάθηκε εξοπλισμός Υγρής Χρωματογραφίας – Φασματομετρίας Μάζας (LC-MS/MS)  (Μοντέλο SCIEX Triple Quad 5500+ System – QTRAP). Το συγκεκριμένο σύστημα  έχει πολλές εφαρμογές τόσο στην έρευνα όσο και στην διαγνωστική  και στην θεραπευτική σε τομείς όπως η κλινική ενδοκρινολογία, νευροψυχιατρική, τοξικολογία, καρδιολογία, παρακολούθηση επιπέδων φαρμάκων κλπ, ενώ διάφορες εταιρείες έχουν αναπτύξει IVD-CE-certified kits ,όπως η Chromsystems, Waters , Eureka κλπ, για τον προσδιορισμό διαφόρων παραμέτρων με σημαντική διαγνωστική αξία.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Seger C, Salzmann L. After another decade: LC-MS/MS became routine in clinical diagnostics. Clin Biochem. Aug 2020;82:2-11. doi:10.1016/j.clinbiochem.2020.03.004

2. Casals G, Hanzu FA. Cortisol Measurements in Cushing’s Syndrome: Immunoassay or Mass Spectrometry? Ann Lab Med. Jul 2020;40(4):285-296. doi:10.3343/alm.2020.40.4.285

3. Haddad RA, Giacherio D, Barkan AL. Interpretation of common endocrine laboratory tests: technical pitfalls, their mechanisms and practical considerations. Clin Diabetes Endocrinol. 2019;5:12. doi:10.1186/s40842-019-0086-7

4. Alonso N, Zelzer S, Eibinger G, Herrmann M. Vitamin D Metabolites: Analytical Challenges and Clinical Relevance. Calcif Tissue Int. Mar 3 2022; doi:10.1007/s00223-022-00961-5

5. Athimulam S, Grebe S, Bancos I. Steroid profiling in the diagnosis of mild and overt Cushing’s syndrome. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. Jan 2021;35(1):101488. doi:10.1016/j.beem.2021.101488

6. Dirks NF, Ackermans MT, Lips P, et al. The When, What & How of Measuring Vitamin D Metabolism in Clinical Medicine. Nutrients. Apr 13 2018;10(4)doi:10.3390/nu10040482

7. Rahme M, Al-Shaar L, Singh R, et al. Limitations of platform assays to measure serum 25OHD level impact on guidelines and practice decision making. Metabolism. Dec 2018;89:1-7. doi:10.1016/j.metabol.2018.09.003

8. Galior K, Ketha H, Grebe S, Singh RJ. 10 years of 25-hydroxyvitamin-D testing by LC-MS/MS-trends in vitamin-D deficiency and sufficiency. Bone Rep. Jun 2018;8:268-273. doi:10.1016/j.bonr.2018.05.003