MS Imaging

Door Bram Heijs

Wat is Mass Spectrometry Imaging

Beeldvormende massaspectrometrie (Mass Spectrometry Imaging; MSI) is een techniek waarbij massaspectrometrie wordt gecombineerd met microscopische beeldvorming. Met behulp van deze analytische techniek kunnen “landkaarten” van weefsels worden gemaakt op moleculair niveau.

Het gebruik van een massaspectrometer om moleculen te detecteren en te kwantificeren geeft MSI een aantal van haar unieke eigenschappen; honderden moleculen van interesse kunnen gelijktijdig en direct uit weefsels gemeten worden, zonder het gebruik van moleculaire labels. Dit in tegenstelling tot andere beeldvormingstechnieken zoals immunohistochemie, fluorescentiemicroscopie en autoradiografie, waarbij het molecuul van interesse moet worden voorzien van een detecteerbaar label. Door de weefsels op verschillende manieren te bewerken voor de analyse met MSI, kunnen wij een grote diversiteit aan informatie uit de weefsels verkrijgen. Denk hierbij aan verschillende moleculaire klassen, zoals eiwitten, eiwit modificaties, vetten (lipiden) en metabolieten. Door de MSI te combineren met conventionele beeldvormende technieken (zoals microscopie) kunnen zeer gedetailleerde reconstructies gemaakt worden van weefsels en de locatie van de gedetecteerde moleculen in het weefsel.

Doel van de onderzoekslijn MSI

Het doel van de MSI-onderzoekslijn is tweeledig; enerzijds wordt er gefocust op het ontwikkelen van nieuwe methoden (met name in de monstervoorbewerking) om meer chemische informatie uit weefsels te extraheren. Anderzijds worden de beschikbare methoden toegepast in klinische en preklinische studies om pathologen, moleculair- en celbiologen van meer chemische informatie uit de weefsels van interesse te voorzien.

Toepasbaarheid van MSI

MSI kan worden gebruikt om de locatie van moleculen in weefsels te bestuderen. Hiermee is MSI een interessante techniek binnen onderzoek naar de ontwikkeling van tumoren. Vaak zijn er binnen een tumor grote verschillen tussen kanker cellen, maar zijn deze niet altijd door de microscoop te zien. Dit maakt het bepalen van een accurate diagnose moeilijk, en op zijn beurt bemoeilijkt dit ook de bepaling van prognose en behandelmethode voor de patiënt. De verschillen tussen tumor cellen die niet door de microscoop zichtbaar zijn, zijn vaak wel te detecteren met MSI, omdat de verschillende cellen vaak verschillende moleculaire profielen hebben. Door deze verschillen bloot te leggen kan het onderzoek in de MSI groep in de toekomst wellicht verandering brengen in de diagnose, prognose en bepaling van de juist behandeling van patiënten.

Uiteraard is MSI niet enkel toepasbaar in onderzoek naar tumoren. Ook andere ziektebeelden waarin moleculaire veranderingen optreden terwijl de morfologie van cellen onveranderd blijft zijn erg interessant. Zo is de MSI-groep in het LUMC onder andere betrokken bij onderzoeken naar multiple sclerose (MS), diabetes, en spierdystrofie.

Methode ontwikkeling binnen MSI

Naast de toepassingen van MSI op verschillende ziektebeelden werkt de MSI-groep in het LUMC ook veel aan het ontwikkelen van nieuwe weefsel opwerkingsmethoden. Zoals eerder beschreven kan door het aanpassen van de monstervoorbewerkingsmethode kan de moleculaire klasse die gemeten wordt met MSI bepaald worden. Door het ontwikkelen van nieuwe methoden proberen we enerzijds “nieuwe” moleculaire klassen beschikbaar te maken voor MSI-analyse en anderzijds de gevoeligheid van methoden te verhogen zodat er meer moleculaire informatie uit dezelfde hoeveelheid startmateriaal gehaald kan worden. Voor de klinische toepassingen wordt gebruik gemaakt van kostbaar weefsel, beschikbaar gesteld door patiënten of afkomstig uit experimentele diermodellen. Door meer moleculaire informatie uit de weefsels te halen kunnen deze weefsels optimaal gebruikt worden.  

Wilt u meer informatie over ons werk lezen, bezoek dan hier onze Engelstalige website.