SELDI-TOF MS in SELDI-TOF MS in Clinical Proteomics - Clinical Proteomics -

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Katrin SplithMonique Richter 23.11.06

J.Y.M.N. Engwegen, M.-C. W. Gast, J.H.M. Schellens und J.H. Beijnen

SELDI-TOF MS1. Schritt:

• Auswahl eines geeigneten ProteinChip Arrays

SELDI-TOF MS

2. Schritt:

• Auftrag biologischer Proben, wie z.B. Serum, Zelllysate und Blut

SELDI-TOF MS

3. Schritt:

• Entfernen der nicht gebundenen Komponenten

• Zugabe energieabsorbierender Moleküle als Matrix

SELDI-TOF MS

4. Schritt:

• Analyse mittels MALDI-TOF Massenspektrometer

• in der Krebsforschung zunächst Untersuchung des menschlichen Genoms Genomics

• Vorgänge wie Splicen und posttranslationale Modifikationen werden dabei nicht berücksichtigt

Genomics

• Gesamtheit der Proteine eines biologischen Systems (Proteom) gibt genauere Aussage über dessen Zustand

• Untersuchung des Proteoms Proteomics

Proteomics

Proteomics•Clinical Proteomics:

- Suche nach verändertem Verhalten (in Expression, Struktur und Funktion) in Bezug auf Krankheiten

• Unterscheidung in:

Functional Proteomics- Untersuchung der veränderten Funktion des Zielproteins

Expression Proteomics- Quantitative Proteinuntersuchung

Biomarker

• messbare Produkte von Organismen, die als Indikatoren herangezogen werden können

• im Proteom werden als Indikatoren Proteine verwendet

• durch Vergleich von Proben gesunder und kranker Organismen können diese erkannt werden

Biomarker

• Unterscheidung in:

diagnostische Marker - zeigen Stadium der Krankheit an

prognostische Marker - zeigen Anlage für Krankheit an - Vorhersage für Medikamentenbehandlung

Protein Profiling• quantitativer Vergleich der erhaltenen Messdaten erkrankter und gesunder Individuen

• Aufnahme von TOF-Spektren

• jedoch häufig in Pseudo-Gel Ansicht dargestellt

• Übereinanderlegen der Spektren lässt eine Über- oder Unterregulierung erkennen

Protein Profiling

• Identifizierung der über- oder unterregulierten Proteine nur mittels weiterer Analysen möglich

• keine qualitative Methode, aber Diagnose bestimmter Krankheiten schon frühzeitig möglich

Möglichkeit einer individuellen und tumororientierten Therapie

Protein Profiling

1. Krebsforschung

Eierstockkrebs

- zunächst zelloberflächenlokalisiertes Glykoprotein Krebsantigen (CA)125 identifiziert geringe Sensitivität und Spezifität

- mittels SELDI-TOF MS konnten spezifische Biomarker gefunden werden, z.B. Haptoglobinfragment

Anwendungsbeispiele in der Medizin

Anwendungsbeispiele in der Medizin

Brustkrebs

- im Gegensatz zu üblichen Methoden wie Mammographie ist mit SELDI-TOF MS eine

frühzeitige Krebsdiagnose möglich

- bisher mehrere Biomarker gefunden, jedoch treten je nach Probe (Gewebe, Serum, Plasma) und Probenbehandlung (Arrays, Software, …) Unterschiede auf

Anwendungsbeispiele in der Medizin

Anwendungsbeispiele in der Medizin

Prostatakrebs

- einziger Krebs bei dem zur Zeit eine reproduzierbare und systematische SELDI-TOF Untersuchung möglich ist

weitere Krebsarten

- Darmkrebs, Leberkrebs, Nierenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs

Anwendungsbeispiele in der Medizin

2. Andere Anwendungsgebiete

Alzheimer Krankheit

- die für die Krankheit typischen Eiweißablagerungen (Amyloid-Plaques) im Gehirn können detektiert werden

AIDS

- vereinfacht Feststellung des CAFs (CD8 cell anti-HIV factor)

Charakterisierung posttranslationaler Modifikationen

Anwendungsbeispiele in der Medizin

Ausblick

• Ausbau der Biomarkerforschung Identifizierung des tumorspezifischen Proteins Feststellen des Entwicklungsstadiums des Karzinoms Einblick in den Mechanismus der Krankheit

• Verbesserung der Reproduzierbarkeit Entwicklung eines standardisierten Verfahrens

• Anwendung im Therapiemanagement erkennen (chemo)therapieabhängiger Veränderungen Möglichkeit einer individuellen Therapie

Zusammenfassung

• Proteomics verspricht bessere Krankheitsdiagnose durch Detektion proteomischer Muster

• Biomarker als Indikatoren für zellspezifische Änderungen

• SELDI-TOF MS Verspricht frühzeitige Erkennung verschiedener Krebsarten und anderer Krankheiten

Literatur

• J.Y.M.N. Engwegen et al. (2006) Clinical proteomics: searching for better tumour markers with SELDI-TOF MS. TRENDS in Pharmacological Sciences, 27, 251-259

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