High-resolution targeted mass spectrometry for comprehensive quantification of sphingolipids: clinical applications and characterization of extracellular vesicles

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Felippe, Thiago V. D. ; Toro, Diana M. ; de Carvalho, Jonatan C. S. ; Nobre-Azevedo, Pedro ; Rodrigues, Luiz F. M. ; Oliveira, Bianca T. M. ; da Silva-Neto, Pedro V. ; Vilela, Adriana F. L. ; Almeida, Fausto ; Faccioli, Lucia H. ; Sorgi, Carlos A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Analytical Biochemistry; v. 698, p. 12-pg., 2024-12-04.

Resumo

Sphingolipids (SL), a class of membrane lipids, play important roles in numerous biological processes. Their significant structural diversity poses challenges for accurate quantification. To address this, liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) has emerged as a powerful tool for sphingolipidomics, capable of profiling these lipids comprehensively. In this study, we utilized LC-MS/MS with high-resolution mass spectrometry (MRMHR) to develop a targeted method for the identification and quantification of various SL species. This method, based on validated parameters such as precursor/fragment ions (m/z) and retention time, demonstrated high sensitivity and accuracy, successfully identifying SL species across 12 distinct classes. Its open-panel design also facilitates the analysis of new SL-species targets. Notably, using this approach, we identified 40 SL species in plasma samples from COVID-19 patients, and we determined the influence of matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) expression on the positive downstream of SL metabolism. Beyond plasma analysis, this method has potential applications in other biomedical contexts, such as extracellular vesicles (EVs), describing the cargo of sphingosine-1-phosphate (S1P) on macrophage-derived EVs. The establishment of this targeted workflow enabling precise quantification of a wide range of SL species, holds promise for identifying novel biomarkers and therapeutic targets. (AU)

• Processo FAPESP: 24/03414-5 - Análise integrada do metabolismo de esfingolipídios e composição de partículas extracelulares no contexto de dieta hiperlipídica: implicações em lipoproteínas, biogênese de vesículas e papel na resposta de macrófagos à COVID-19
• Beneficiário: Carlos Arterio Sorgi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 21/04590-3 - Análise exploratória da lipidômica funcional na patofisiologia da COVID-19: alvos moleculares, metabolismo e reprogramação bioquímica por hipóxia
• Beneficiário: Carlos Arterio Sorgi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 23/07776-6 - Avaliação do papel terapêutico de antidepressivos inibidores seletivos da recaptação de serotonina na modulação da resposta inflamatória e no metabolismo de esfingolipídios em macrófagos infectados por SARS-CoV-2
• Beneficiário: Jonatan Constança Silva de Carvalho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 14/07125-6 - Novos aspectos funcionais dos eicosanóides
• Beneficiário: Lúcia Helena Faccioli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 20/05207-6 - Avaliação prospectiva da produção de mediadores lipídicos na resposta imune contra COVID-19: busca de biomarcadores e novos alvos terapêuticos na evolução da doença
• Beneficiário: Lúcia Helena Faccioli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 15/00658-1 - Novos aspectos funcionais dos eicosanóides
• Beneficiário: Lúcia Helena Faccioli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários