Joint determination of nine uremic toxins and choline in blood serum using high-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometric detection

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

This paper presents a method for the simultaneous determination of nine uremic toxins and choline in blood serum. The target substances were selected based on literature data as potential biomarkers for assessing the severity and progression of immunoglobulin A nephropathy, a kidney disease that leads to disability, and, without timely treatment, death in young and middle-aged individuals. Ultrafiltration is used to separately determine free and protein-bound indolic uremic toxins in the blood. The use of high-performance liquid chromatography combined with high-resolution tandem mass spectrometry ensures satisfactory accuracy of the analysis without complete chromatographic separation of analytes under standard reversed-phase HPLC conditions. For calibration purposes, an albumin solution in phosphate buffer was used as a surrogate for blood serum. The protein concentration of 45 mg/mL and pH 7.4 match the characteristics of native blood serum. A pilot experiment demonstrated the feasibility of determining key indicators of the gut microbiome’s state—choline and trimethylamine N-oxide (TMAO)—in dried blood spots.

全文:

受限制的访问

作者简介

T. Alyushina

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology, and Human Ecology of the Federal Medical-Biological Agency of Russia

Email: saveleva@rihophe.site
俄罗斯联邦, Kuzmolovsky Settlement, Leningrad Region

E. Savelyeva

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology, and Human Ecology of the Federal Medical-Biological Agency of Russia

编辑信件的主要联系方式.
Email: saveleva@rihophe.site
俄罗斯联邦, Kuzmolovsky Settlement, Leningrad Region

V. Dobronravov

Research Institute of Nephrology, I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: saveleva@rihophe.site
俄罗斯联邦, St. Petersburg

参考

  1. Nair R., Walker P.D. Is IgA nephropathy the commonest primary glomerulopathy among young adults in the USA // Kidney Int. 2006. V. 69. Р. 1455.
  2. Шилов Е.М., Бобкова И.Н., Колина И.Б., Камышова Е.С. Клинические рекомендации по диагностике и лечению IgA-нефропатии // Нефрология. 2015. Т. 19. № 6. С. 83.
  3. Boyd J.K., Barratt J. Immune complex formation in IgA nephropathy: CD89 a ‘saint’ or a ‘sinner’? // Kidney Int. 2010. V. 78. P. 1211.
  4. Falconi C.A., Junho C.V. C., Fogaça-Ruiz F., Vernier I.C.S., da Cunha R.S., Stinghen A.E.M., et al. Uremic toxins: An alarming danger concerning the cardiovascular system // Front. Physiol. 2021. V. 12. Article 686249.
  5. Go A.S., Chertow G.M., Fan D. Chronic kidney disease and the risks of death, cardiovascular events, and hospitalization // N. Engl. J. Med. 2004. V. 351. № 13. P. 1296.
  6. Noce A., Marchetti M., Marrone G. Link between gut microbiota dysbiosis and chronic kidney disease // Eur. Rev. Med. Pharmacol. 2022. V. 26. № 6. P. 2057.
  7. Huang Y., Xin W., Xiong J. The intestinal microbiota and metabolites in the gut-kidney-heart axis of chronic kidney disease // Front Pharmacol. 2022. V. 13. Article 837500.
  8. Bennett B., Vallim T., Wang Z. Trimethylamine-N-oxide, a metabolite associated with atherosclerosis, exhibits complex genetic and dietary regulation // Cell Metab. 2013. V. 17. № 1. P. 49.
  9. Boini K.M., Hussain T., Li P.-L. Trimethylamine-N-oxide instigates NLRP3 inflammasome activation and endothelial dysfunction // Cell Physiol. Biochem. 2017. V. 44. № 1. P. 152.
  10. Ma G., Pan B., Chen Y., Guo C., Zhao M.M., Zheng L.M., Chen B.X. Trimethylamine N-oxide in atherogenesis: impairing endothelial self-repair capacity and enhancing monocyte adhesion // Biosci. Rep. 2017. V. 37. № 2. BSR20160244.
  11. Zheng Y., Tang Z., You L., Wu Y, Liu J, Xue J. Trimethylamine-N-oxide is an independent risk factor for hospitalization events in patients receiving maintenance hemodialysis // Ren Fail. 2020. V. 42. № 1. P. 580.
  12. Yoo W., Zieba J.K., Foegeding N.J., Torres T.P., Shelton C.D., Shealy N.G. High-fat diet–induced colonocyte dysfunction escalates microbiota-derived trimethylamine N-oxide // Science. 2021. V. 373. P. 813.
  13. Yoo W., Zieba J.K., Foegeding N.J., Torres T.P., Shelton C.D., Shealy N.G., et al. High-fat diet–induced colonocyte dysfunction escalates microbiota-derived trimethylamine N-oxide // Science. 2021. V. 373. P. 813.
  14. Xu Y., Kong X., Zhu Y., Xu J., Mao H., Li J., et al. Contribution of gut microbiota toward renal function in sepsis // Front. Microbiol. 2022. V. 13. Article 985283.
  15. Гецина М.Л., Черневская Е.А., Белобородова Н.В. Роль общих для человека и микробиоты метаболитов триптофана при тяжелых заболеваниях и критических состояниях // Клиническая практика. 2020. Т. 11. № 1. С. 92. (Getsina M.L., Chernevskaya E.A., Beloborodova N.V. The role of human and microbial metabolites of triptophane in severe diseases and critical Ill (review) // J. Clin. Pract. 2020. V. 11. № 1. P. 92.)
  16. Tanaka H., Sirich T.L., Plummer N.S., Weaver D.S., Meyer T.W. An enlarged profile of uremic solutes // PLoS One. 2015. V. 10. № 8. Article 0135657. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0135657
  17. Mair R.D., Sirich T.L., Plummer N.S., Meyer T.W. Characteristics of colon-derived uremic solutes // Clin. J. of the American Soc Nephrol. 2018. V. 13. № 9. P. 1398–404. https://doi.org/10.2215/CJ N.03150318.
  18. Liu G., Gibson R.A., Callahan D., Guo X.-F., Li D., Sinclair A.J. Pure omega 3 polyunsaturated fatty acids (EPA, DPA or DHA) are associated with increased plasma levels of 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropanoic acid (CMPF) in a short-term study in women // Food Funct. 2020. V. 11. № 3. P. 2058. https://doi.org/10.1039/c9fo02440a
  19. Kikuchi K., Itoh Y., Tateoka R., Ezawa A., Murakami K., Niwa T. Metabolomic search for uremic toxins as indicators of the effect of an oral sorbent AST-120 by liquid chromatography/tandem mass spectrometry // J. Chromatogr. B. 2010. V. 878. № 29. P. 2997. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2010.09.006
  20. Liabeuf S., Barreto D.V., Barreto F.C., Meert N., Glorieux G., Schepers E., et al. Free p-cresylsulphate is a predictor of mortality in patients at different stages of chronic kidney disease // Nephrol. Dial. Transplant. 2010. V. 25. P. 1183. https://doi.org/10.1093/ndt/gfp592
  21. Machado T.S., Poitevin S., Paul P., McKay N., Jourde-Chiche N., Legris T., et al. Indoxyl sulfate upregulates liver P-glycoprotein expression and activity through aryl hydrocarbon receptor signaling // Clin. J. Am. Soc Nephrol. 2018. V. 29. P. 906. https://doi. org/10.1681/AS N.2017030361
  22. Ohkawa R., Kurano M., Sakai N., Kishimoto T., Nojiri T., Igarashi K. et al. Measurement of plasma choline in acute coronary syndrome: Importance of suitable sampling conditions for this assay // Sci. Rep. 2018. V. 8. № 1. P. 4725.
  23. Fabresse N., Uteem I., Lamy E., Massy Z., Larabi I.A., Alvarez J.-C. Quantification of free and protein bound uremic toxins in human serum by LC-MS/MS: Comparison of rapid equilibrium dialysis and ultrafiltration // Clin. Chim. Acta. 2020. V. 507. P. 228. https://doi.org/10.1016/j.cca.2020.04.032
  24. Электронный ресурс Uremic Solutes Database / database.uremic-toxins.org (дата обращения 11.12.2023).
  25. Garcia E., Shalaurova I., Matyus S.P., Wolak-Dinsmore J., Oskardmay D.N., Connelly M.A.. Quantification of choline in serum and plasma using a clinical nuclear magnetic resonance analyzer // Clin Chim Acta. 2022. V. 1. № 524. P. 106. https://doi.org/10.1016/j.cca.2021.11.031
  26. Ilcol Y.O., Dilek K., Yurtkuran M., Ulus I. Changes of plasma free choline and choline-containing compounds’ concentrations and choline loss during hemodialysis in ESRD patients // Clin. Biochem. 2002. V. 35. № 3. P. 233. https://doi.org/10.1016/s0009-9120(02)00298-9
  27. Silva L.A.P., Campagnolo S., Fernandes S.R., Marques S.S., Barreiros L., Sampaio-Maia B. Segundo M.A. Rapid and sustainable HPLC method for the determination of uremic toxins in human plasma samples // Anal. Bioanal. Chem. 2023. V. 415. P. 683.
  28. Calaf R., Cerini C., Genovesio C., Verhaeghe P., Jourde-Chiche N., Berge-Lefranc D. Determination of uremic solutes in biological fluids of chronic kidney disease patients by HPLC assay // J. Chromatogr. B. 2011. V. 879. № 23. P. 2281. https:// doi. org/10. 1016/j. jchro mb. 2011. 06. 014
  29. Zhan X., Fletcher L., Huyben D., Cai H., Dingle S., Qi N., et al. Choline supplementation regulates gut microbiome diversity, gut epithelial activity, and the cytokine gene expression in gilts // Front. Nutr. 2023. V. 10. Article 1101519. https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1101519
  30. Awwad H.M., Kirsch S.H., Geise J., Obeid R. Measurement of concentrations of whole blood levels of choline, betaine, and dimethylglycine and their relations to plasma levels // J. Chromatogr. B. 2014. V. 957. P. 41.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Рис. 1. Схема определения свободных и связанных с белками уремических токсинов в сыворотке крови.

下载 (90KB)
索引源数据
3. Рис. 2. Схема определения холина и триметиламин-N-оксида (ТМАО) в сухих пятнах крови.

下载 (64KB)
索引源数据
4. Рис. 3. Результаты сравнения картриджей Whatman 903 и Биохран на примере определения холина и триметил амин-N-оксида (ТМАО) в технике сухих пятен крови.

下载 (88KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».