Anatomical distribution of lipids in human brain cortex by imaging mass spectrometry

Abstract

[ES] Las imágenes de masa molecular de los tejidos estarán sesgadas si las diferencias en las propiedades fisicoquímicas del microentorno afectan a la intensidad de los espectros. Para abordar esta cuestión, hemos realizado -mediante espectrometría de masas MALDI-TOF- imágenes en cortes y análisis lipidómicos en extractos de corteza frontal, ambos procedentes de las mismas muestras de tejido postmortem de cerebro humano. Se utilizó una calibración externa para lograr una precisión de masa de 10 ppm (1σ) en los espectros de los extractos, aunque la asignación final se basó en una comparación con especies previamente reportadas. Los espectros registrados directamente a partir de cortes de tejido (imágenes) muestran excelentes relaciones s/n, casi comparables a las obtenidas a partir de los extractos. Además, conservan la información sobre la distribución anatómica de las especies moleculares presentes en el tejido congelado autopsiado. La comparación posterior entre los espectros procedentes de extractos lipídicos desprovistos de proteínas y los registrados directamente a partir del tejido demuestra de forma inequívoca que las diferencias en la composición lipídica entre la sustancia gris y la blanca observadas en las imágenes de masa no son un artefacto debido a las influencias microambientales de cada zona anatómica sobre la intensidad de la señal, sino variaciones reales en la composición lipídica.

[EN] Molecular mass images of tissues will be biased if differences in the physicochemical properties of the microenvironment affect the intensity of the spectra. To address this issue, we have performed—by means of MALDI-TOF mass spectrometry—imaging on slices and lipidomic analysis in extracts of frontal cortex, both from the same postmortem tissue samples of human brain. An external calibration was used to achieve a mass accuracy of 10 ppm (1σ) in the spectra of the extracts, although the final assignment was based on a comparison with previously reported species. The spectra recorded directly from tissue slices (imaging) show excellent s/n ratios, almost comparable to those obtained from the extracts. In addition, they retain the information about the anatomical distribution of the molecular species present in autopsied frozen tissue. Further comparison between the spectra from lipid extracts devoid of proteins and those recorded directly from the tissue unambiguously show that the differences in lipid composition between gray and white matter observed in the mass images are not an artifact due to microenvironmental influences of each anatomical area on the signal intensity, but real variations in the lipid composition.