Proteomic profiling of ovine serum by SELDI-TOF MS: Optimisation, reproducibility and feasibility of biomarker discovery using routinely collected samples

The diagnosis of infectious diseases in animals may be enhanced by study of the serum proteome in which myriad components are influenced by physiological and pathological processes. Surface-enhanced laser desorption/ionisation time-of-flight mass spectrometry (SELDI-TOF MS) has the capacity to detect known and unknown immunologically relevant molecules in the serum proteome. Optimum combinations of ProteinChip® array surfaces, energy absorbing molecules, sample dilutions and instrument settings were determined for spectral generation from whole ovine sera. The coefficient of variation for within and between chip mass/charge and peak intensity were <0.03% and <23%, respectively. There were minor alterations in spectra associated with storage of chips or machine drift. Clotting times of 30 min to 3 h did not greatly alter protein spectra although storage of sera at −20 °C led to alterations. However, routinely collected serum samples stored at −20 °C were useful for identification of biomarkers associated with vaccination with a bacterial antigen. This information will inform future studies on serum proteome profiling in livestock, but independent assessments are recommended for each species.

RésuméLe diagnostic des maladies infectieuses animales peut être amélioré en analysant le protéome sérique qui contient une myriade de composés influencés par les processus physiologiques et pathologiques. La spectrométrie de masse en temps de vol SELDI-TOF MS (Surface-enhanced laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry) possède la capacité de détecter les molécules du protéome sérique, connues et inconnues, impliquées dans la réponse immune. Les combinaisons optimales des surfaces des puces à protéines, de l’énergie d’absorption des molécules, de la dilution des échantillons et de réglage de l’instrument ont été déterminées pour l’obtention de spectres à partir de sérums ovins. Les coefficients de variation des masses et d’intensités des pics, intra et inter puces, étaient respectivement inférieurs à 0.03% et 23%. Des altérations mineures des spectres associées au stockage des puces ou à une dérive instrumentale ont été observées. Entre 30 min et 3 h de temps de formation des caillots, les spectres protéiques n’étaient pas significativement modifiés, tandis que des altérations on été observées après stockage des sérum à −20 °C. Cependant, des sérums collectés en routine et stockés à −20 °C se sont avérés utiles pour l’identification de marqueurs biologiques associés à la vaccination avec un antigène bactérien. Ces informations seront utiles pour de futures études sur les profils protéiques chez les animaux de rente, mais des évaluations indépendantes sont recommandées pour chaque espèce.