Der menschliche Darm beherbergt eine Fülle von Mikroorganismen, die als Darmmikrobiom bekannt sind. Das kombinierte Metabolom der verschiedenen Stämme, Gattungen und Arten wirkt sich auf alle Gewebe des Wirts aus und ist maßgeblich an Gesundheit und Krankheit des Menschen beteiligt. Gallensäuren, die vom Wirt synthetisiert und in das Darmlumen abgegeben werden, sind ebenfalls Gegenstand mikrobieller Umwandlung. Kürzlich wurden neue Gallensäuren-Aminosäuren-Konjugate entdeckt, deren Entstehungsmechanismus durch die Interaktion mit dem Mikrobiom bisher unbekannt war und zu einer neuen Klasse von Metaboliten führt. Diese Moleküle konnten bereits mit Entzündungskrankheiten in Verbindung gebracht werden, weshalb die Rolle, die sie dabei möglicherweise spielen, von großem Interesse ist. Dafür sind jedoch empfindliche und genaue Nachweismethoden erforderlich, die bei neuartigen Verbindungen anfangs nur schwer zu etablieren sind, da diese Substanzen nicht kommerziell erhältlich sind. In diesem Projekt sollte demnach eine gezielte MS/MS-Methode für den Nachweis der neu entdeckten Konjugate entwickelt werden. Da die für die Erfassung der Messparameter erforderlich Referenzmaterialien noch nicht erwerblich sind, wurden die nötigen chemischen Standardsubstanzen durch Kopplungschemie selbst synthetisiert. Zur Vereinfachung des Prozesses wurde ein Batch-Syntheseverfahren angewandt, bei dem alle Aminosäuren jeweils mit einer einzelnen Gallensäure umgesetzt wurden. Insgesamt führte dies zur Synthese von 120 Verbindungen, die verwendet wurden um eine LC-MS Methode mithilfe eines Triple-Quadrupol-Massenspektrometer zu entwickeln und optimieren. Für die Optimierung der HPLC-Methode wurden drei verschiedene Säulen und vier Eluentensysteme getestet. Obwohl eine absolute und genaue Quantifizierung nicht durchführbar war, kann diese Methode dennoch auf qualitative und semi-quantitative Weise eingesetzt werden. Die Methode wurde mittels Plasma- und Fäkalproben aus einer Kohorte extrem frühgeborener Säuglinge getestet, von denen ein Teil an neurologischen Entwicklungsstörungen litt. Ziel war es, das Profil der konjugierten Gallensäuren zu untersuchen und einen möglichen Zusammenhang zwischen Gallensäurekonjugaten und pathologischen Folgen in der Kohorte zu finden.

The human gut hosts a plethora of microorganisms, known as the gut microbiome. The combined metabolome of the different phyla, genera and strains affect all tissues of the host, deeply implicated in health and disease of individuals. Bile acids synthesized by the host and secreted into the gut lumen are also subject of microbial conversion. Recently, new bile acid – amino acid conjugates created by the microbiome have been discovered as part of a previously unknown mechanism of interaction, giving rise to a new class of metabolites. These molecules have already been associated with inflammatory diseases and as such the role they possibly play could be of great interest. However, this requires means of sensitive and accurate detection, which can be difficult to establish for novel compounds. This thesis aimed to develop a targeted MS/MS method for the detection of the newly discovered conjugates. In order to circumvent the problem of unavailable standard material necessary for the acquisition of measurement parameters, conjugates were synthesized using coupling chemistry. To simplify the process, a batch synthesis procedure of reacting all amino acids with a single bile acid at a time was employed. Overall, this resulted in the synthesis of 120 compounds that were tuned on a triple quadrupole mass spectrometer. The same batches were utilized in the establishment of the HPLC method, where three different columns and four eluent systems were tested before optimizing the gradient. Though absolute and accurate quantification was not feasible, this method could still be utilized in a qualitative and semi-quantitative manner. The method was tested using plasma and fecal samples obtained from a cohort of extremely premature infants, of which a subgroup suffered from neurodevelopmental impairments. The aim was to investigate the conjugated bile acid profile and find a potential link between bile acid conjugates and pathological outcome in the cohort.