IgY: So tief wie nie zuvor ins Plasma-Proteom schauen. Mit dem neuem ProteomeLab IgY Partitionierungssystem werden die 12 häufigsten Proteine aus Plasma spezifisch und nahezu vollständig entfernt.
Dadurch wird ein direkter Zugriff auf diejenigen 4 % des Plasma-Proteoms möglich, in denen sich die interessanten Kandidaten für Biomarker befinden.

Die Herausforderung beim Plasma/Serum-Proteom
In Plasma und Serum überspannt der dynamische Bereich der Konzentration einzelner Proteine mehr als zehn 10er-Potenzen und ist damit wesentlich größer als die Auflösungsfähigkeit gegenwärtiger Analysemethoden.
Die Komplexität des Plasma/Serum- Proteoms wird weiter gesteigert durch die riesige Anzahl verschiedener Protein-Spezies.
Das Plasma- Proteome-Institut schätzt die Zahl der ins Plasma absichtlich abgegebenen Proteine auf etwa 40.000, hauptsächlich Glykoproteine, sowie etwa 500.000 Proteine die unspezifisch aus den Geweben ins Plasma austreten und rund 10.000.000 verschiedene klonale Formen von Antikörpern.

Die überwältigende mengenmäßige Dominanz einiger weniger Proteine führt im Endeffekt dazu, dass die Detektion einer Vielzahl potentieller Biomarker unmöglich wird.
Die Abtrennung von Proteinen („Depletion“) wird schon seit einiger Zeit dazu benutzt, den Großteil von Albumin und/oder IgG vor der Analyse aus Plasma und Serum zu entfernen.
Aber es ist klar, dass diese Methode alleine unzureichend ist, um einen Fortschritt bei der Entdeckung von Biomarkern möglich zu machen.
Jetzt nimmt sich die Partitionierung mittels IgY-Technologie dieses Problems an, indem sie reversibel die 12 häufigsten Proteine von Bioflüssigkeiten (Abb. 1) bindet und so einen Pool, in dem Proteine geringerer Konzentration angereichert sind, für weitere Untersuchungen zur Verfügung stellt.

Vorteile der IgY-Chemie
IgY-Antikörper werden durch die Immunogenisierung von Hühnern mit Säugetier-Antigenen erzeugt.
Durch die phylogenetische Distanz zwischen Vögeln und Säugetieren kann die IgY-Chemie in einem weiteren Bereich an Antigen bindenden Spezies eingesetzt werden und bietet eine sauberere Entfernung als IgG-basierte Systeme.
Die Proteine aus Säugetieren zeigen sich in Hühnern auch oft stärker immunogen als in Säugetieren. Daher der breitere Antigen-bindende Bereich. Die IgY-Chemie bringt diese gut dokumentierten Vorteile voll zur Wirkung.
Da die Antikörper aus Vögeln stammen, bindet die Fc-Region dieser Antikörper nicht die Komplement- Faktoren der Säugetiere, wie z.B. den Rheumatoidfaktor, IgM, Fc- Rezeptor und Protein A oder G, ein bekanntes Problem bei der Bindung an IgG-basierte Systeme.
Verbunden mit einer hohen Spezifität über zahlreiche Epitope erreicht man eine sehr spezifische Bindung über mehrere Arten bei sehr sauberer Entfernung mit geringem Hintergrund (Abb. 2)

IgY und PF2D
Abbildung 3 zeigt die Auftrennung von 3 mg menschlichem Plasma Protein und von 3 mg IgY-12 angereichertem Plasma Protein.
Diese Darstellung zeigt die Trennung nach pI auf der X-Achse und die Trennung nach Hydrophobizität auf der Y-Achse und erlaubt den Einfluss der Partitionierung durch Entfernung der häufigen Proteine zu sehen.
Das PF2D fraktioniert das Proteom in hunderte flüssiger Fraktionen und erlaubt differentielle Abbildungen für den Vergleich der Zusammensetzung zu erstellen.
Eine Gesamtmenge bis zu 5 mg pro Lauf kann mit diesem System fraktioniert werden, wodurch Proteine mit mittlerer und geringer Häufigkeit weiter angereichert werden, während Proteine, die durch ihre Häufigkeit andere Proteine überdecken in diskrete Fraktionen abgetrennt werden.
Durch die Verbindung von IgYPartitionierung und Fraktionierung mittels PF2D kann man in nie dagewesenem Maße in die Tiefe des Plasma-Proteoms schauen.
Dadurch sollte die Suche nach Biomarkern und ihre Evaluierung erheblich gefördert werden.

Kontakt:
Dr. Dietmar Hansen und
Dr. Stefan Overkamp
Beckman Coulter GmbH, Krefeld
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