New mass spectrometric techniques for marine bioprospecting

Mange av dagens legemidler som brukes innen behandling av alvorlige sykdommer, som for eksempel kreft, har sitt opphav i naturen. Marin bioprospektering er et forskningsfelt som fokuserer på å lete etter nye legemiddelkandidater i organismer i havet. Målet er å finne forbindelser som kan utvikles til legemidler mot ulike sykdommer. Prosessen fra man henter en organisme i havet til et legemiddel er klart for bruk er svært omfattende. En organisme må deles opp i mindre og mindre deler der man til slutt sitter igjen med enkeltforbindelser, og underveis i prosessen må også prøver testes for aktivitet mot kjente sykdommer, bakterier og kreftceller. Denne prosessen bruker ulike metoder for å undersøke forbindelsene og profitterer på raske metoder som ikke trenger omfattende prøveopparbeidelse av materialet. Det har i dette prosjektet blitt bygd hjemmelagd utstyr som har blitt koblet til et av våre massespektrometre. Dette nye utstyret gjør oss i stand til å analysere ulike prøver direkte. Utstyret og metodene ble testet og optimalisert for rask analyse av prøver med ulik form og størrelse, og blant annet har kråkeboller og alger blitt analysert uten særlig forbehandling, med fokus på analyse av lipider. Den store andelen flerumettede fettsyrer i disse organismene gjør dem til verdifulle ressurser for legemiddel- og kostholdsindustrien. Metoden har også vist seg nyttig til analyse av naturstoffer i komplekse prøver, blant annet har den blitt benyttet til å analysere distribusjonen til et bioaktivt peptid av marint opphav i biologiske prøver for å bedre forstå opptak, distribusjon og virkningsmekanisme.

Natural products from marine origin play an important role in today's drug discovery and development. The procedure for drug discovery from natural products compromises several steps from collection of biological material to the final drug candidate. Each of the steps of the drug discovery process bears challenges and problems. In this project new methods based on desorption electrospray ionisation mass spectrometry (DESI-MS) will be developed to overcome the challenges and expand the knowledge in marine bioprospecting research. Developed methods will be established in different applications covering different stages of the drug discovery process. Analysis with DESI-MS without sample preparation in combination with natural product libraries will be used for the important dereplication of known compounds. Crude extracts will be analysed to identify known natural products as early as possible in the drug discovery process. Surface analysis with DESI-MS will be implemented in imaging of natural product distribution in intact marine material helping understand their origin and improving extraction procedures.