Открытие потенциальных биомаркеров рака яичников масс-спектрометрическим профилированием низкомолекулярного протеома плазмы крови

В настоящее время нет скринингового теста для раннего детектирования и мониторинга рака яичников (РЯ) – одной из на- иболее летальных форм гинекологических злокачественных опухолей. В этом исследовании разработана, унифицирована и апробирована новая методология поиска биомаркеров РЯ, основанная на профилировании низкомолекулярного протеома плаз- мы крови. Данный подход включает 3 основных компонента: предварительную подготовку образцов, времяпролетную масс- спектрометрию с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией, обработку данных с помощью биоинформаци- онного пакета программ. Продемонстрированы возможности и перспективность разработанного подхода для обнаружения потенциальных маркеров РЯ. Проведен скрининг 40 образцов плазмы крови больных РЯ и 48 контрольных образцов. В резуль- тате проведенного исследования обнаружены пептиды/полипептиды, которые могут в перспективе использоваться для де- тектирования этой патологии.

биомаркеры, рак яичников, протеом, плазма крови, масс-спектрометрия

1. Permuth-Wey J., Sellers T.A. Epidemiology of ovarian cancer. Methods Mol Biol 2009;472:413–37.

2. Шевченко В.Е., Арноцкая Н.Е., Макаров Д.Е. и др. Протеомика в диагностике рака яичников. Опухоли женской репродуктивной системы 2011;(2):56–64.

3. Rai A.J., Zhang Z., Rosenzweig J. et al. Proteomic approaches to tumor marker discovery. Arch Pathol Lab Med 2002;126(12):1518–26.

4. Tung C.S., Wong K.K., Mok S.C. Biomarker discovery in ovarian cancer. Womens Health (Lond Engl) 2008;4:27–40.

5. Jackson D., Craven R.A., Hutson R.C. et al. Proteomic profiling identifies afamin as a potential biomarker for ovarian cancer. Clin Cancer Res 2007;13(24):7370–9.

6. Шевченко В.Е. Современные масс-спектрометрические методы в ранней диагностике рака. Масс-спектрометрия 2004;1(2):103–26.

7. Etzioni R., Urban N., Ramsey S. et al. The case for early detection. Nat Rev Cancer 2003;3(4):243–52.

8. Aldred S., Grant M.M., Griffiths H.R. The use of proteomics for the assessment of clinical samples in research. Clin Biochem 2004;37(11):943–52.

9. Banks R.E., Dunn M.J., Hochstrasser D.F. et al. Proteomics: new perspectives, new biomedical opportunities. Lancet 2000;356(9243):1749–56.

10. Diamandis E.P. Proteomic patterns in serum and identification of ovarian cancer. Lancet 2002;360(9327):170.

11. Guillaume E., Zimmermann C., Burkhard P.R. et al. A potential cerebrospinal fluid and plasmatic marker for the diagnosis of Creutzfeldt-Jakob disease. Proteomics 2003;3(8):1495–9.

12. Howard B.A., Wang M.Z., Campa M.J. et al. Identification and validation of a potential lung cancer serum biomarker detected by matrix- assisted laser desorption/ionization-time of flight spectra analysis. Proteomics 2003;3(9):1720–4.

13. Koopmann J., Zhang Z., White N. et al. Serum diagnosis of pancreatic adenocarcinoma using surface-enhanced laser desorption and ionization mass spectrometry. Clin Cancer Res 2004;10(3):860–8.

14. Menon U., Jacobs I. Screening for ovarian cancer. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol 2002;16(4):469–82.

15. Petricoin E.F., Ardekani A.M., Hitt B.A. et al. Use of proteomic patterns in serum to identify ovarian cancer. Lancet 2002;359(9306):572–7.

16. Zheng P.P., Luider T.M., Pieters R. et al. Identification of tumor-related proteins by proteomic analysis of cerebrospinal fluid from patients with primary brain tumors. J Neuropathol Exp Neurol 2003;62(8):855–62. 17. Whiteley G.R., Colantonio S., Sacconi A., Saul R.G. Analytical considerations for mass spectrometry profiling in serum biomarker discovery. Clin Lab Med 2009;29(1):57–69.

17. Baggerly K.A., Morris J.S., Edmonson S.R., Coombes K.R. Signal in noise: evaluating reported reproducibility of serum proteomic tests for ovarian cancer. J Natl Cancer Inst 2005;97(4):307–9.

18. Kristina G., Radomir P., Eva B. et al. When one chip is not enough: augmenting the validity of SELDI-TOF proteomic profiles of clinical specimens. Lab Chip 2009;9(7):1014–17.

19. Шевченко В.Е., Арноцкая Н.Е., Трифонова О.П. и др. Профилирование низкомолекулярного протеома плазмы крови для обнаружения потенциальных маркеров рака легкого. Масс-спектроме- трия 2007;4(4):245–54.

20. Shevchenko V.E., Arnotskaya N.E., Zaridze D.G. Detection of lung cancer using plasma protein profiling by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry. Eur J Mass Spectrom (Chichester, Eng) 2010;16(4):539–49.

21. Пятницкий М.А., Лисица А.В., Шевченко В.Е. и др. Выявление дифференциальных признаков плоскоклеточного рака легкого с помощью масс-спектрометрического профилирования плазмы крови. Масс-спектрометрия 2011;8(2):99–105.

22. Villanueva J., Shaffer D.R., Philip J. et al. Differential exoprotease activities confer tumor-specific serum peptidome patterns.J Clin Invest 2006;116(1):271–84.

23. Ketterlinus R., Hsieh S.Y., Teng S.H. et al. Fishing for biomarkers: analyzing mass spectrometry data with the new ClinProTools software. Biotechniques 2005;(Suppl):37–40.

24. Сорокина А.В., Радзинский В.Е., Мус- тафина Е.А. и др. Масс-спектрометрия – новый подход в диагностике аденомиоза и рака тела матки. Опухоли женской репродуктивной системы 2011;(2):65–72.

25. Шевченко В.Е., Мадина Х., Поддубная И.В. и др. Массспектрометрическое профилирование низкомолекулярного протеома плазмы крови для обнаружения потенциальных маркеров рака молочной железы. Вестн РОНЦ 2011;22(3):27–33.

26. Zhou M., Lucas D.A., Chan K.C. et al. An investigation into the human serum «interactome». Electrophoresis 2004;25(9):1289–98.

27. Callesen A.K., Mogensen O., Jensen A.K. et al. Reproducibility of mass spectrometry based protein profiles for diagnosis of ovarian cancer across clinical studies: A systematic review. J Proteomics 2012;75(10):2758–72.

28. Fiedler G.M., Baumann S., Leichtle A. et al. Standardized peptidome profiling of human urine by magnetic bead separation and matrix- assisted laser desorption/ionization time-of- flight mass spectrometry. Clin Chem 2007;53(3):421–8.

29. Schaub N.P., Jones K.J., Nyalwidhe J.O. et al. Serum proteomic biomarker discovery reflective of stage and obesity in breast cancer patients. J Am Coll Surg 2009;208(5):970–8.

30. Schwamborn K., Krieg R.C., Grosse J. et al. Serum proteomic profiling in patients with bladder cancer. Eur Urol 2009;56(6):989–96.