Development of novel affinity enrichment strategies for clinical applications using selected reaction monitoring

• Proteins are key components of any living organism and an essential part of life itself. They can provide cells with structure and perform life-sustaining intracellular reactions. As organisms grow more complex, this task expands even further. The proteins’ areas of responsibility suddenly also include communication and coordination between cells and throughout entire organisms, such as the human body. Everything that can be touched and felt on a living organism is composed of millions and millions of proteins tightly packed together. They are even the molecules responsible for propagating the signals that make up the sense of feeling. Understanding the role of proteins in the complex system of life is essential for understanding what makes up a healthy human and what causes disease. This knowledge makes up the foundation of modern medicine, and to further this knowledge, allowing for new treatments and preventative interventions, the study of proteins is crucial. The large-scale study of proteins, proteomics, is an extensive field of research where a vast toolbox of technologies has been implemented. The foundation for this toolbox is made up of mass spectrometry- and affinity-based technologies.In this thesis, both mass spectrometry-based proteomics and affinity-based proteomics will be explored. The first part, Paper I and Paper II, describe the use of selected reaction monitoring for measuring proteins of clinical relevance in human blood plasma. The second part, Paper III and Paper IV, highlight the importance of validating reagents used for affinity-based proteomics and how this can be achieved in a high throughput manner. Lastly, Paper V showcases how a combined strategy, relying on both affinity-based proteomics and mass spectrometry-based proteomics, can capitalize on the best properties of each technology and how this combined strategy can even be utilized for diagnostic purposes.

• Proteiner är livsviktiga molekyler som både förser celler med struktur och utför diverse reaktioner och uppgifter som håller cellerna vid liv. Ju mer komplex en organism är, desto svårare blir proteinernas uppgifter. I en organism som består av flera celler, såsom människor och djur, räcker det inte längre att varje cell sköter sina reaktioner och undertaganden separat, utan alla sådana processer måste koordineras. Denna koordinering utförs också av proteinerna. Proteinerna utgör en så stor del av livet att om du rör vid något levande så är det i regel proteiner som bygger upp den yta du känner. De är till och med så tätt ordnade att varje liten cell består av miljoner och åter miljoner proteiner. Inte nog med detta. Att du ens kan känna att du tar på en annan varelse eller föremål är också något som proteiner ser till. De ansvarar för att föra vidare signalerna från handen till hjärnan och att du sedan uppfattar detta som ett föremål. Det är därför inte förvånande att man måste förstå proteinernas uppgifter i alla möjliga situationer för att kunna veta hur en frisk människa fungerar och därmed avgöra när någon är sjuk. Detta ligger till grund för hela medicinfältet. För att kunna komma på nya behandlingar och för att rentav kunna förebygga sjukdomar är det nödvändigt att ha så mycket kunskap som möjligt om hur proteiner fungerar. Att studera proteiner i stor skala brukar kallas för proteomik och detta område har utvecklats något oerhört de senaste årtionden och det finns en mängd olika tekniker för att undersöka proteiner på. De flesta av dessa tekniker bygger dock på två huvudområden: masspektrometri och affinitetsreagens.I den här avhandlingen har båda dessa områden utforskats. Den första delen av avhandlingen, som utgörs av Artikel I och Artikel II, bygger på masspektrometri. Här används så kallad riktad proteomik för att mäta proteinnivåerna av kliniska markörer i blodplasma. I del två, som utgörs av Artikel III och Artikel IV, undersöks istället affinitetsreagens och hur man kan försäkra sig om att de binder till de protein som man tror att de binder till i en stor skala. Slutligen kombineras båda dessa två områden i Artikel V och används för att undersöka förekomsten av SARS-CoV-2 i en asymtomatisk grupp människor.

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Biologi -- Biokemi och molekylärbiologi (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Biological Sciences -- Biochemistry and Molecular Biology (hsv//eng)

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Industriell bioteknik -- Medicinsk bioteknik (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Industrial Biotechnology -- Medical Biotechnology (hsv//eng)

Nyckelord

proteomics

mass spectrometry

selected reaction monitoring

absolute quantification

antibody validation

precision medicine

Biotechnology

Bioteknologi

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

dok (ämneskategori)