Mit EARLY-PREG lassen sich Tausende von Proteinen im weiblichen Fortpflanzungstrakt Tag für Tag untersuchen

In einer wegweisenden Studie mit Proben von Zervikovaginalflüssigkeit aus der EARLY-PREG-Biobank validierten Forschende des MELISA Institute ein proteomisches Verfahren, mit dem das Team rund 50 % mehr Proteine quantifizierte als mit dem Vergleichsverfahren. Anhand täglicher Proben derselben Frau lässt sich verfolgen, wie sich die Mengen einzelner Proteine von einem Tag zum nächsten verändern. Das Verfahren eröffnet neue Möglichkeiten, in der EARLY-PREG-Präkonzeptionskohorte die Fruchtbarkeit, die früheste Phase der Schwangerschaft und klinisch relevante Biomarker zu untersuchen.

Eine Studie des MELISA Institute, erschienen in Scientific Reports, einer Fachzeitschrift von Nature Portfolio, zeigt, wie sich Tausende von Proteinen in der Zervikovaginalflüssigkeit über sieben aufeinanderfolgende Tage untersuchen lassen. Anhand täglicher Proben derselben Frauen verglich das Team zwei Verfahren daraufhin, wie gut sie Veränderungen der Proteinmenge erfassen.

EARLY-PREG ist eine Forschungsplattform, die auf einer longitudinalen Präkonzeptionskohorte beruht. Die Teilnehmerinnen werden bereits vor einer Schwangerschaft begleitet. Die Biobank dokumentiert für jede Probe den Entnahmezeitpunkt im Menstruationszyklus der jeweiligen Frau. So lässt sich jeder molekulare Messwert in seinen biologischen Kontext einordnen.

Als zeitlichen Bezugspunkt für den Eisprung nutzt das Team den im Urin nachgewiesenen Anstieg des luteinisierenden Hormons (LH). So lassen sich Veränderungen bei jeder Teilnehmerin im Zeitverlauf erfassen und Messwerte verschiedener Frauen zu vergleichbaren Zeitpunkten im Zyklus gegenüberstellen.

Ein molekularer Blick auf den Menstruationszyklus

Zervikovaginalflüssigkeit lässt sich minimalinvasiv gewinnen und enthält Proteine, die an verschiedenen Vorgängen im weiblichen Fortpflanzungstrakt beteiligt sind. Die Untersuchung ihres Proteoms, also der Gesamtheit der enthaltenen Proteine, zeigt, wie sich deren Mengen im Zeitverlauf verändern.

Für die Methodenvalidierung wählte das Team 42 Biobankproben von sechs Frauen aus. Alle Proben stammten aus Zyklen, in denen es zu keiner Empfängnis kam. Jede Frau gab an sieben aufeinanderfolgenden Tagen je eine Probe ab: vom Tag des LH-Anstiegs im Urin (d0) bis zum sechsten Tag danach (d6). Beide Verfahren wurden an denselben Proben verglichen. Zum Einsatz kamen ein nanoElute-System für die Flüssigchromatographie und ein daran gekoppeltes timsTOF Pro-Massenspektrometer, beide von Bruker Daltonics.

Mit dia-PASEF quantifizierte das Team 4.229 Proteine, mit dem Vergleichsverfahren dda-FracOffline 2.817. Das entspricht einem Plus von rund 50 %. Die Messwerte waren mit dia-PASEF konsistenter. Zudem erfasste das Verfahren mehr Proteine, deren Menge sich gegenüber dem Referenztag verändert hatte.

"Wenn wir Proben derselben Frau von zwei verschiedenen Tagen vergleichen, müssen wir wissen, ob sich die Menge eines Proteins verändert hat oder ob der Unterschied durch die Messung selbst zustande kam. Mit dia-PASEF erhielten wir konsistentere Messwerte und konnten bei mehr Proteinen Veränderungen von Tag zu Tag nachweisen", erklärt Mauricio Hernández, Laborleiter des MELISA Institute.

Unter den Studienbedingungen betrug die Messzeit am Gerät mit dia-PASEF etwa eine Stunde pro Probe, mit dda-FracOffline dagegen 16 Stunden. Die kürzere Messzeit könnte größere Längsschnittstudien erleichtern, bei denen jede Teilnehmerin mehrere Proben abgibt.

Eine Plattform zur Erforschung der Fruchtbarkeit und der frühesten Schwangerschaftsphase

EARLY-PREG soll unter anderem die Kommunikation zwischen Mutter und Embryo in der Zeit um die Einnistung untersuchen. Die Methodenvalidierung schafft die Grundlage für künftige Studien, die Veränderungen der Proteinmengen in Zyklen mit und ohne Empfängnis vergleichen.

"Bei EARLY-PREG gehört zu jeder Probe eine entscheidende Information: der Zeitpunkt im Zyklus, zu dem sie entnommen wurde. Wir begleiten Frauen bereits vor der Empfängnis, weil wir eine Frage in vivo untersuchen möchten, der wir sonst nur schwer nachgehen könnten: Wie kommunizieren Mutter und Embryo in den Tagen rund um die Einnistung miteinander?", sagt Dr. Elard Koch, Chairman des MELISA Institute.

Das Team untersuchte auch, wie sich die Mengen von CA-125 und HE4 von Tag zu Tag veränderten. Beide Proteine wurden bereits als Biomarker für Ovarial- und Endometriumkarzinome untersucht. Künftige Studien in klinischen Kohorten könnten prüfen, ob solche Veränderungen zur Diagnostik oder zur Beurteilung des Krankheitsverlaufs und des Ansprechens auf eine Behandlung beitragen können.

Die Studie validierte ein Messverfahren. Die biologischen Befunde sind explorativ und müssen in größeren Kohorten bestätigt werden. Für klinische Anwendungen wären gesonderte Studien zur diagnostischen Aussagekraft und zum klinischen Nutzen erforderlich.

In der chilenischen Region Biobío verbindet das MELISA Institute die Begleitung von Frauen vor der Empfängnis mit einer longitudinalen Biobank und molekularen Analysen zur Erforschung der reproduktiven Gesundheit von Frauen.

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Artikel: Hernandez M. et al. A dia-PASEF workflow improves proteome coverage and quantitative performance in repeated-measures analysis of cervicovaginal fluid from a preconception cohort (EARLY-PREG). Scientific Reports (2026). DOI: 10.1038/s41598-026-75386-3.
EARLY-PREG-Registrierung: ClinicalTrials.gov, NCT07358026. Proteomikdaten: ProteomeXchange/PRIDE, PXD071350.
Finanzierung: Fundación de Investigación San Ramón (FISAR). Die proteomischen Analysen wurden unter anderem durch folgende Förderung unterstützt: REH042024-01.
Wissenschaftlicher Kontakt: Dr. Elard Koch · ekoch@melisainstitute.org.