Proteomics

Door Peter van Veelen

Wat is proteomics?

Processen in een cel worden geregeld door eiwitten. Omdat cellen verschillen in functie, zullen verschillende typen cellen ook een ander pakket aan eiwitten maken. Daarnaast kunnen veranderingen in de omgeving vereisen dat een cel zich aanpast, of kan een verstoring, bijvoorbeeld bij een ziekte, resulteren in veranderingen in het eiwitprofiel. Echter, niet alleen de hoeveelheid van een eiwit is van belang, want de functie van een eiwit wordt vaak ook bepaald door kleine veranderingen aan eiwitten, zogenaamde post-translationele modificaties.

Proteomics streeft ernaar om alle aanwezige eiwitten en hun modificaties in cellen en weefsels te identificeren en kwantificeren. De proteomicsgroep doet dat met behulp van massaspectrometrie. Door analyse van cellen en weefsels in gezonde en zieke toestand kunnen moleculaire veranderingen in cellen die geassocieerd zijn met ziekte worden opgespoord. Dit kan enerzijds door in detail de biochemische processen van een cel te analyseren, en anderzijds door globaal vergelijkende analyses. Verkregen data kunnen worden geïntegreerd met bijvoorbeeld resultaten vanuit genomics, transciptomics en metabolomics.

Doel van de onderzoekslijn Proteomics

De proteomicsgroep ontwikkelt analysemethoden en past ze toe om, veelvuldig in samenwerking, biomedische vraagstellingen op te lossen. Deze samenwerkingen zijn met partners binnen en buiten het LUMC, in binnen- en buitenland, met bijv. celbiologen, hematologen, oncologen, reumatologen en immunologen. Er wordt ook regelmatig samengewerkt met bedrijven. Daarnaast doet de proteomicsgroep eigen onderzoek, meest gefocust op bacteriële proteases, en op peptiden die aan de buitenkant van de cel kunnen worden gepresenteerd aan T-cellen.
  

Toepasbaarheid van proteomics

Proteomics is een techniek die zeer breed toegepast kan worden in nagenoeg alle velden van biomedische onderzoek. Dit vindt dan ook zijn weerslag in de samenwerkingen van de groep met voornoemde groepen en bedrijven. Binnen de eigen groep wordt binnen de bacteriële onderzoekslijn Clostridioidesdifficile bestudeerd, een bacterie die ernstige darminfecties kan veroorzaken. Diepgaand biochemisch onderzoek heeft onder andere geleid naar een nieuw protease met een bijzondere specificiteit. Dit protease speelt een rol bij de kolonisatie en verspreiding van de bacterie. Door het verkregen begrip kunnen potentieel drugs worden ontwikkeld om (het effect van) de bacterie te bestrijden. De andere onderzoekslijn binnen de groep bestudeert de peptiden die gepresenteerd worden op zogenaamde HLA-moleculen. Deze peptiden kunnen worden herkend door de T-cellen van ons immuunsysteem. In het geval van ziekte, bijvoorbeeld kanker maar ook autoimmuunziekten, kunnen deze peptiden zeer relevant zijn. Als een peptide bijvoorbeeld alleen maar op de tumorcellen wordt gepresenteerd zouden T-cellen die tumorcellen via hun T-cel receptor kunnen herkennen en doden. De identificatie van de gepresenteerde en specifiek ziekte-geassocieerde peptiden is dus een belangrijke stap in de ontwikkeling van immuuntherapie.

Methodeontwikkeling binnen proteomics

Ondanks dat er technisch al veel mogelijk is, zijn er nog steeds aspecten van de analyse en monstervoorbewerking die verbeterd kunnen worden. Denk daarbij aan nog betere gevoeligheid (waardoor minder monster nodig is). In dit verband wordt ook de mogelijkheid onderzocht om proteoomanalyses van één enkele cel te doen. De gevoeligheid van moderne massaspectrometers maakt dit in principe mogelijk.  Andere aspecten zijn verder de mogelijkheid om complexe eiwitmodificaties te identificeren, en het vermogen om minuscule hoeveelheden eiwitten te identificeren in zeer complexe mengsels. Aan het verbeteren van al deze aspecten wordt voortdurend geschaafd om alle vragen binnen de eerder genoemde projecten en samenwerkingen zo goed mogelijk te kunnen beantwoorden.

Wilt u meer informatie over ons werk lezen? Bezoek dan hier onze Engelstalige website.