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Publication
MALDI-TOF MS-based urinary proteomic/peptidomic signature of breast cancer as innovative diagnostic approach
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 4.69 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
The development of a rapid and high-sensitive breast cancer (BC) diagnostic
method has been increasingly investigated by many researchers, to have a more
effective therapy, through the early detection of this disease that affects millions of
women worldwide. Therefore, the discovery of specific biomarkers is one of the topics
in clinical medicine, however several challenges remain in the development of optimal
sample preparation for proteomic/peptidomic analysis of urine, due to its highly
variable content, as well as the presence of various proteins in low abundance or
modified forms. Thus, this investigation aims to establish potential BC urinary protein
biomarkers using one-dimensional sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel
electrophoresis (1D SDS-PAGE) coupled with matrix-assisted laser
desorption/ionization time-of-flight mass spectrometric (MALDI-TOF MS) for BC
diagnosis and monitoring the efficiency of therapy. The results of the Lowry´s assay
demonstrated that total protein concentration increased after precipitation and that
healthy control group (HCs) have higher total protein concentrations than BC patients.
Related to MALDI-TOF MS analysis, results revealed that four protein/peptide ion
signatures (m/z 1046.5, 1062.4, 1237.7 and 1727.9), with variable importance in
projection (VIP) > 1, allowed the discrimination between BC patients and HCs. The
discrimination efficiency and accuracy of BC urine proteins/peptides were ascertained
by receiver operating characteristic (ROC) curve analysis that allowed the identification
of some features with high sensitivity and specificity (99.6%). Therefore, the obtained
data revealed MALDI-TOF MS as a powerful tool to explore proteomic/peptidomic
biosignatures, due to its speed, sensitivity, and mass accuracy, which allow establishing
novel disease biomarkers. Nevertheless, a deep study using a higher number of samples
must be carried out to confirm and consolidate the data obtained.
O desenvolvimento de um método de diagnóstico rápido e de alta sensibilidade e especificidade para o cancro da mama (BC) tem sido um desafio crescente para muitos investigadores. O diagnóstico precoce permitirá uma maior eficiência da terapia, duma patologia que afeta milhões de mulheres em todo o mundo. A descoberta e identificação de biomarcadores específicos é um dos tópicos da medicina clínica, porém ainda subsistem vários desafios no desenvolvimento de técnicas otimizadas de preparação da amostra para a análise proteómica/peptidómica da urina, devido ao seu conteúdo altamente variável, bem como à presença de várias proteínas em baixa abundância ou sob formas modificadas. Assim, com este estudo objetivou-se identificar potenciais biomarcadores do BC com base nos perfis de proteína urinária de pacientes BC (n=56) e grupo de controlo saudável (HCs, n=54), utilizando a eletroforese em gel de poliacrilamida-dodecil sulfato de sódio unidimensional (1D SDS-PAGE) combinada com a espetrometria de massa por ionização e dessorção a laser assistida por matriz (MALDI-TOF MS), como estratégia útil para diagnóstico e evolução da terapia. Os resultados do ensaio de Lowry demonstraram que a concentração total de proteína aumentou após a precipitação e que o HCs tem concentrações de proteína total mais elevadas que os pacientes BC. Relacionados com a análise MALDI-TOF MS, os resultados revelaram que quatro assinaturas de iões de proteína/peptídeo (m/z 1046.5, 1062.4, 1237.7 and 1727.9), com importância variável na projeção (VIP) > 1, permitiram a discriminação entre pacientes BC e HCs. A eficiência e precisão da discriminação do padrão de proteínas/peptídeos na urina de pacientes BC foi verificada pela análise da curva caraterística de operação do recetor (ROC) que permitiu a identificação de algumas caraterísticas com alta sensibilidade e especificidade (99.6%). Assim, os dados obtidos revelaram a MALDI-TOF MS como uma ferramenta poderosa para explorar o padrão urinário proteómico/peptidómico, e desta forma discriminar entre diferentes grupos em estudo possibilitando a deteção de potenciais biomarcadores de uma forma relativamente rápida altamente sensível e com elevada precisão de massa. No entanto, deverá ser realizado um estudo aprofundado utilizando um maior número de amostras a fim de confirmar e consolidar os dados obtidos.
O desenvolvimento de um método de diagnóstico rápido e de alta sensibilidade e especificidade para o cancro da mama (BC) tem sido um desafio crescente para muitos investigadores. O diagnóstico precoce permitirá uma maior eficiência da terapia, duma patologia que afeta milhões de mulheres em todo o mundo. A descoberta e identificação de biomarcadores específicos é um dos tópicos da medicina clínica, porém ainda subsistem vários desafios no desenvolvimento de técnicas otimizadas de preparação da amostra para a análise proteómica/peptidómica da urina, devido ao seu conteúdo altamente variável, bem como à presença de várias proteínas em baixa abundância ou sob formas modificadas. Assim, com este estudo objetivou-se identificar potenciais biomarcadores do BC com base nos perfis de proteína urinária de pacientes BC (n=56) e grupo de controlo saudável (HCs, n=54), utilizando a eletroforese em gel de poliacrilamida-dodecil sulfato de sódio unidimensional (1D SDS-PAGE) combinada com a espetrometria de massa por ionização e dessorção a laser assistida por matriz (MALDI-TOF MS), como estratégia útil para diagnóstico e evolução da terapia. Os resultados do ensaio de Lowry demonstraram que a concentração total de proteína aumentou após a precipitação e que o HCs tem concentrações de proteína total mais elevadas que os pacientes BC. Relacionados com a análise MALDI-TOF MS, os resultados revelaram que quatro assinaturas de iões de proteína/peptídeo (m/z 1046.5, 1062.4, 1237.7 and 1727.9), com importância variável na projeção (VIP) > 1, permitiram a discriminação entre pacientes BC e HCs. A eficiência e precisão da discriminação do padrão de proteínas/peptídeos na urina de pacientes BC foi verificada pela análise da curva caraterística de operação do recetor (ROC) que permitiu a identificação de algumas caraterísticas com alta sensibilidade e especificidade (99.6%). Assim, os dados obtidos revelaram a MALDI-TOF MS como uma ferramenta poderosa para explorar o padrão urinário proteómico/peptidómico, e desta forma discriminar entre diferentes grupos em estudo possibilitando a deteção de potenciais biomarcadores de uma forma relativamente rápida altamente sensível e com elevada precisão de massa. No entanto, deverá ser realizado um estudo aprofundado utilizando um maior número de amostras a fim de confirmar e consolidar os dados obtidos.
Description
Keywords
Breast cancer Urine 1D SDS-PAGE MALDI-TOF MS Biomarkers Proteomic/peptidomic Cancro da mama Urina Biomarcadores Proteómica/peptidómica Applied Biochemistry . Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia