seldi-tof ms in clinical proteomics - suche nach biomarkern
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SELDI-TOF MS in SELDI-TOF MS in Clinical Proteomics - Clinical Proteomics -
Suche nach BiomarkernSuche nach Biomarkern
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
• Z. Xiao et al. (2004) Proteomic patterns: their potential for disease diagnosis. MCE, 230, 95-106• www.ciphergen.com/doclib/docFiles/262.pdf• S.G.Soltys et al. (2004) The Use of Plasma SELDI-TOF MS Proteomic Patterns for Detection of Head and Neck Squamous Cell Cancers. CCR, 10, 4806-4812• N. Tang et al. (2003) Current Developments in SELDI Affinity Technology, MS Reviews, 23, 34-44• K.D. Rodland (2004) Protenomics and cancer diagnosis: the potential of mass spectrometry. Clinical Biochemistry, 37, 579-583• F. Vitzthum et al. (2005) Protenomics : From Basis Reasearch to Diagnostic Application. A Review of Requierments and Needs. Journal of Proteom Research, 4, 1086-1097.
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