Μελέτη του πρωτεϊνικού προτύπου σε ειδικές ομάδες ασθενών με καρκίνο του μαστού

Abstract

Objective: Male breast cancer (MBC) is a rare entity accounting for less than 1% of all malignancies in men. The aim of this thesis was to identify a panel of proteomic MBC biomarkers circulating in the human serum, that could be used to better understand MBC pathogenesis. This is the first study focusing on the elucidation of serum protein alterations in MBC, since serum represents an attractive, non-invasive source for biomarker discovery. Materials and Methods: In the present work, two-dimensional gel electrophoresis and matrix assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry were employed to detect differences in serum protein expression between patients with MBC and healthy controls. The differential expression of selected proteins was confirmed by Western Blot analysis or Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA). Functional relationships analysis of the differentially expressed proteins was performed using the STRING v.10 database. The PANTHER database was used to reveal the molecular function and signaling pathway associated with each identified protein. Results: A panel of differentially expressed serum proteins was identified, including proteins involved in the regulation of the cell cycle (e.g. cell division cycle 7-related protein kinase (CDC7), in mitochondrial function (e.g. mitochondrial aldehyde dehydrogenase (ALDH2) and dimethyladenosine transferase 1 (TFB1M), in lipid metabolism and transport (e.g. apolipoprotein A-I (APOA1) and E (APOE), in apoptosis and immune response (e.g. CD5 antigen-like (CD5L), clusterin (CLUS) and C-C motif chemokine 14 (CCL14), in transcription (e.g. protein SSX3 and signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3), in invasion and metastasis (e.g. alpha-2-HS-glycoprotein (FETUA), in estrogen synthesis (aromatase (CP19A) and with other diverse biological roles (e.g. actin-related protein 2/3 complex subunit 4 (ARPC4), dual specificity mitogen-activated protein kinase kinase 4 (MP2K4), ectoderm-neural cortex protein 1 (ENC1), and matrix metalloproteinase-27 (MMP27). Conclusion: These findings provide valuable insight into the distinct clinicopathological features of MBC and indicate that select serum proteomic markers might help improve MBC management.

Σκοπός: Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η ανάδειξη πρωτεϊνικών βιοδεικτών στον ορό ανδρών με καρκίνο μαστού, για την καλύτερη κατανόηση της αιτιοπαθογένειας της νόσου στο ανδρικό φύλο. Πρόκειται για την πρώτη μελέτη που επικεντρώνεται στην ανεύρεση αλλαγών στα επίπεδα έκφρασης πρωτεϊνών στον ορό ανδρών με καρκίνο μαστού, ως μια ελάχιστα-επεμβατική εναλλακτική προσέγγιση της ιστοπαθολογικής ανάλυσης. Υλικά και Μέθοδοι: Δείγματα ορού από άνδρες με σποραδικό καρκίνο μαστού και υγιή άτομα, διαχωρίστηκαν με ηλεκτροφόρηση δύο διαστάσεων (2-DGE). Μετά τη σχετική ποσοτικοποίηση των πρωτεϊνικών κηλίδων που παρουσίαζαν διαφορική έκφραση μεταξύ των ομάδων μέσω πυκνομέτρησης, ακολούθησε περαιτέρω χαρακτηρισμός με MALDI-TOF-MS (Matrix-Assisted Laser Desorption Tandem TOF Mass Spectrometer). Τα αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν με Western blot και ELISA. Αποτελέσματα: Η σύγκριση των διαφορικά εκφραζόμενων πρωτεϊνών στους ασθενείς και στους υγιείς μάρτυρες έδειξε ότι ένας αριθμός πρωτεϊνών υπερεκφράζεται στους άνδρες με καρκίνο μαστού σε σύγκριση με τα υγιή άτομα. Πρόκειται μεταξύ άλλων για πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου (π.χ. CDC7), στη μιτοχονδριακή λειτουργία (π.χ. ALDH2 και TFB1M), στο μεταβολισμό και τη μεταφορά των λιπιδίων ( π.χ. ΑΡΟΑ1 και ΑΡΟΕ), στην απόπτωση και στην ανοσοαπόκριση (π.χ. CD5L, CLUS, CCL14 και STAT3), στην διήθηση και στην μετάσταση (π.χ. FETUA), στη σύνθεση οιστρογόνων (CP19A) και πρωτεΐνες που συμμετέχουν σε άλλες σημαντικές βιολογικές διεργασίες (ARPC4, ΜΡ2Κ4, ENC1 και ΜΜΡ27). Συμπεράσματα: Με τη χρήση πρωτεωμικών τεχνικών, εισάγονται νέοι πιθανοί μοριακοί βιοδείκτες και ως εκ τούτου, προσφέρεται μια καινοτόμος προσέγγιση όσον αφορά την καλύτερη κατανόηση των υποκείμενων παθολογικών διεργασιών που εμπλέκονται στον ανδρικό καρκίνο του μαστού.