Un nouvel outil d'analyse des protéines développé à l'Université de Buffalo pourrait considérablement augmenter la vitesse et la précision avec lesquelles les effets des maladies et des médicaments sont analysés.

L'outil révolutionnaire, appelé IonStar, est le premier à fournir une précision presque parfaite lors de la quantification et de la comparaison de l'abondance de protéines dans le corps de personnes en bonne santé et malades.

Par rapport à la norme industrielle MaxQuant, IonStar a amélioré la cohérence de la mesure des protéines en faible abondance et a réduit le nombre de données manquantes dans les résultats de 17 % à 0,1 %, un niveau qui n'a jamais été atteint avec de grands échantillons.

Le nouvel outil pourrait augmenter la qualité et la précision du diagnostic médical et accélérer le rythme du développement pharmaceutique.

"IonStar va totalement changer le visage de la recherche et de l'industrie clinique et pharmaceutique, où les grandes enquêtes sont souvent critiques, " dit Jun Qu, Doctorat., chercheur principal et professeur à l'UB School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences.

La recherche a été publiée hier dans le Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) .

Jouer à Trouver la différence

L'abondance de protéines dans le corps qui correspondent à une maladie ou à des réactions pharmaceutiques peut fournir aux chercheurs des indices essentiels pour diagnostiquer avec précision une maladie, et pour développer des thérapies potentielles et évaluer les effets des médicaments.

Les outils d'analyse des protéines sont utilisés pour quantifier et comparer l'abondance des protéines dans des groupes d'individus sains avec ceux qui sont malades ou traités par un médicament. Changements dans les abondances de protéines, lorsqu'ils sont analysés ensemble, révèlent souvent de nouveaux biomarqueurs.

Le défi pour les chercheurs est que les outils actuels ne sont pas efficaces pour analyser un grand nombre d'échantillons. Un type de méthode, la méthode d'étiquetage, utilise des étiquettes chimiques pour marquer les protéines. Le problème :le logiciel ne peut analyser que jusqu'à 10 échantillons à la fois, rendant difficile pour les chercheurs de mener des études pharmaceutiques et cliniques typiques, dit Qu.

L'alternative, la méthode sans étiquette, peut analyser un grand nombre d'échantillons à la fois au détriment de l'exactitude et de la précision, faisant perdre du temps et des ressources aux chercheurs à valider des biomarqueurs faussement identifiés.

IonStar augmente l'exactitude et la précision et réduit les données manquantes en améliorant les méthodes de préparation des échantillons, conceptions d'alignement et de détection de caractéristiques pour l'analyse par spectrométrie de masse.

"Par exemple, dans les essais cliniques, comparer une poignée de patients ne vous mène nulle part, " dit Qu. " Si vous pouvez analyser un grand nombre de patients avec des données de haute qualité, vous pouvez découvrir et suivre les biomarqueurs de manière beaucoup plus précise et fiable. Il en va de même pour les enquêtes pharmaceutiques. »

Prouver le concept de lésion cérébrale traumatique

Les chercheurs ont utilisé IonStar pour quantifier les protéines chez les rats souffrant d'un traumatisme crânien, une condition débilitante qui représente 2,2 millions de visites aux urgences chaque année aux États-Unis.

À l'aide de 100 échantillons de tissus, IonStar identifié 7, 000 protéines, dont 1, 000 qui différaient en abondance, sans données manquantes.

IonStar a également mesuré les protéines à faible abondance avec une exactitude et une précision supérieures à celles des autres outils d'analyse courants. Cette capacité est critique, dit Qu, parce que les protéines qui apparaissent en plus petites quantités jouent un rôle plus influent dans le corps.

"Si les protéines de niveau supérieur sont des soldats, alors les protéines de niveau inférieur sont les commandants. Ce sont les régulateurs qui disent aux protéines de niveau supérieur quoi faire, " dit Qu.

Qu a utilisé IonStar et des techniques similaires pour analyser la variation des protéines dans le cancer, Diabète, maladie cardiovasculaire, la neurodégénérescence et la dégénérescence de la rétine aussi.

Les travaux futurs sur IonStar se concentreront sur l'augmentation du nombre d'échantillons que l'outil peut analyser.