Search

Trabajo presentado a la XXIII Reunión de la Sociedad Española de Química Analítica (SEQA), celebrada en Oviedo (España), del 12 al 14 de julio de 2022., Las enfermedades neurodegenerativas asociadas a la edad son un grupo de trastornos que comparten características y patrones moleculares comunes caracterizados por la acumulación anormal de proteínas, la degeneración neuronal selectiva y la muerte celular. Se ha identificado depósitos insolubles de proteínas oligomerizadas dentro del ojo relacionados con el inicio y la progresión de la degeneración macular asociada a la edad (DMAE). La dishomeostasis de metales contribuye a la producción de radicales libres, estrés oxidativo, inflamación y apoptosis y da como resultado cambios conformacionales de proteínas implicadas en la neurodegeneración. Por lo tanto, es posible que tenga lugar una alteración en la homeostasis de metales durante el desarrollo de la DMAE, tanto a nivel local (lágrima, tejidos oculares, células) como sistémico (sangre). La dificultad añadida que presenta el análisis de muestras con bajos niveles de concentración de metales y metaloproteínas, así como el volumen limitado de las mismas o su complejidad, requiere de metodologías analíticas innovadoras que sean rápidas, con bajos límites de detección y con capacidad de análisis multiplexado. Con este objetivo, se han desarrollado estrategias analíticas basadas en espectrometría de masas elemental (ICP-MS) para el estudio de elementos esenciales y (metalo)-proteínas implicadas en enfermedades oculares neurodegenerativas, en muestras de lágrima, y tejidos oculares. En primer lugar, se llevó a cabo un análisis multiparamétrico y dirigido de muestras de fluido lacrimal (10 µL) de pacientes con DMAE y sujetos control, empleando ICP-MS y técnicas ELISA, observándose alteraciones significativas para Mg, Fe y Cu, lactoferrina, S100A6 y metalotioneínas. Posteriormente, se sintetizaron nanoclústeres de plata bioconjugados con anticuerpos para la obtención de bioimágenes de proteínas específicas, mediante ablación láser-ICP-MS, en muestras de tejido procedente de retinas humanas. Finalmente, se desarrolló una metodología FIA-ICP-MS para el análisis multielemental de metales en cultivos celulares de células de epitelio pigmentario de la retina, observándose una alteración de Zn durante su maduración. Todas estas aproximaciones, basadas en MS elemental, muestran el potencial de esta herramienta analítica para el análisis de micromuestras de diversa complejidad.

Resumen del trabajo presentado en el Analytical Research Forum, celebrado en desde Londres (Gran Bretaña), de forma online, los días 13 y 14 de junio de 2022, To preserve homeostasis, cells respond to foreign or damaged material with inflammation. Prolonged low levels of inflammation occur during ageing and may increase the risk of disease. In fact, inflammation has been linked with age-related macular degeneration (AMD), one of the leading causes of irreversible blindness in the elderly. AMD affects the retinal pigment epithelium (RPE) and surrounding vasculature of the macula, causing the degeneration of photoreceptors and the loss of central vision. Inflammation, oxidative stress, and metal dyshomeostasis have been described as potential damaging processes in AMD. Biologically active metals such as Zn, Cu and Fe are structural components and cofactors of enzymes involved in multiple cellular pathways that, when altered, can have detrimental effects on essential biological functions. Zn and Cu homeostasis is partly carried out by metallothioneins (MTs), which have shown changes with age. Alterations of metal homeostasis during ageing could increase the risk of AMD onset and progression, being related to inflammatory damage. Here, we intend to delve into the link between inflammation and metal dyshomeostasis in a cellular model of RPE exposed to a proinflammatory environment induced by interleukin-1¿. Targeted metallome analysis will be conducted using elemental mass spectrometry and two different methodological approaches. First, a quantification of the total content of biologically relevant metals (e.g., Zn, Cu, and Fe) in the cytosol and membranes of the cell cultures will be conducted by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Secondly, we will carry out a species-specific quantification of Zn, Cu and S using a combination of size exclusion-based high-performance liquid chromatography (SEC-HPLC), isotope dilution and ICP-MS detection to determine Zn and Cu bind to MTs and their stoichiometry (i.e., S). This analytical approach will contribute to explore the relationship between inflammatory damage and metal homeostasis in the RPE.

Trabajo presentado en el Analytical Research Forum, celebrado en desde Londres (Gran Bretaña), de forma online, los días 13 y 14 de junio de 2022