Hybrid-Massenspektrometer mit Flüssigkeitschromatographie-System

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin ; Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 492697668

Die Massenspektrometrie (MS) stellt eine zentrale Technologie in der Biomedizin- und Grundlagenforschung dar. Definierte Standards, Protokolle und Software machen sie einer breiten Forschergemeinde zugänglich. Ein neuer Zweig innerhalb der Proteomik und Metabolomik ist die Hochdurchsatz Massenspektrometrie. (high throughput-, HT-MS). Diese erlaubt die Generierung hochqualitativer Datensätze (100e – 1000e Proben) für epidemiologische Studien sowie komplexe systembiologische Experimente. Neue Methoden der Statistik, Systemmedizin und Informatik (maschinelles und tiefes Lernen) verleihen der HT-MS ein immenses Potenzial, um z.B. entwicklungsbiologische Prozesse zeitlich detailliert abzubilden, Mikrobiome zu verstehen, Krankheitsverläufe vorherzusagen, Patienten zu stratifizieren (z.B. zur personalisierten Therapie) und komplexe Krankheitsmechanismen zu verstehen. Der Aufbau einer HT-Proteomik Plattform unterscheidet sich in zentralen Elementen von konventionellen Abläufen. Aufgrund der hohen Anzahl muss jede einzelne Probe schneller und kostengünstiger analysiert werden. Damit die Daten über Jahre hinweg vergleichbar bleiben, müssen technische Quellen der Variabilität, z. B. Batch-Effekte, genau bestimmt werden. Dies gelingt durch einen spezialisierten experimentellen, technischen und organisatorischen Ablauf. In den letzten 18 Monaten konnte die ‘Facility HT-Massenspektrometrie’ die Infrastruktur für hochkonzentrierte Proben (z.B. Plasma/Serum, Zellen aus Kultur) etablieren. Laufende Analysen umfassen bereits mehr als 10.000 menschliche und andere eukaryotische Proteome, darunter Studien zu COVID19, den Einflussfaktoren auf die Kognition nach Anästhesie und Wirkstoffscreenings. Zurzeit sind 6.000 Proben des 100.000 Genomes Project, 4.000 Probanden der CHRIS Studie (Alpine Populationsstudie des EURAC Instituts) sowie 1.400 Proben für die EPIC-Interact Studie zu Typ 2 Diabetes (MRC Cambridge) in Bearbeitung. Dadurch hat sich die Charité Core Facility HT-MS in kürzester Zeit zu einem der Durchsatz-stärksten Proteomik-Zentren in Europa entwickelt. Das hier beantragte Gerät soll diese Plattform für Projekte mit niedriger Materialmenge zugänglich machen. Der derzeitige Mangel einer solchen Kapazität schließt die Bearbeitung zentraler Projekte der Grundlagenforschung aus (z.B. FACS-sortierte Zellen, Primärkulturen, Stammzellen, FFPE-Schnitten, Flüssig- und Mikrobiospien), da bei diesen weniger Probenmaterial vorhanden ist. Durch die Anschaffung eines für geringe Probenmengen ausgelegten Massenspektrometers wird die Infrastruktur zur Bearbeitung dieser Projekte geschaffen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Hybrid-Massenspektrometer mit Flüssigkeitschromatographie-System
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Charité - Universitätsmedizin Berlin
• Leiter: Dr. Michael Mülleder