La proteómica es una herramienta importante para la identificación de biomarcadores de cáncer colorrectal. Los estudios proteómicos generan grandes bases de datos de proteínas y una lista creciente de marcadores diferencialmente expresados en pacientes con cáncer colorrectal. El descubrimiento de nuevos biomarcadores es crucial para la detección temprana, caracterización de la progresión de la enfermedad y predicción de la respuesta al tratamiento.
Biomarcadores candidato para el diagnóstico del cáncer colorrectal
1. Ramiro Díaz
Estudiante de medicina
Unidad de Proteomica, Bioquímica y
Genómica. Universidad de Vigo.
España. Abril, 2014
2. INTRODUCCION
ConceptosClave
Electroforesis bidimensional(DE): es una técnica que permite la
identificación de una proteína particular en una mezcla proteica compleja.
Electroforesis diferencial de dos dimensiones en gel(2D-DIGE):es una
técnica usada separar y comparar la expresión de proteínas de varias
muestras de tejido, cultivo. Para detectar variaciones en el nivel de
expresión de cada una de las proteínas bajo diferentes condiciones.
Espectrometría de masas(MS):La espectrometría de masas es una
técnica de análisis que permite la medición de moléculas.
Desorción/ionización de láser asistida por matriz (MALDI): es una
técnica que permite el análisis de biomoleculas (biopolímeros como ADN,
proteínas).
3. MALDI-TOF: Es una técnica que permite el análisis de biomoleculas (biopolímeros
como las proteínas, los péptidos, los azúcares y los lípidos) y moléculas orgánicas
grandes.
Biomarcador o marcador biológico: es aquella sustancia utilizada como
indicador de un estado biológico.
Un chip de ADN ( DNA microarray) : es una superficie sólida a la cual se une una
colección de fragmentos de ADN. Los chips de ADN se usan para analizar la
expresión diferencial de genes.
SELDI ( Surface-enhanced laser desorption/ionization): es un método de
ionización en espectrometría de masas utilizado para el análisis de mezclas
proteicas.
Tiempo de vuelo (TOF): describe una variedad de métodos que miden el tiempo
que tarda un objeto, partícula o una onda acústica, electromagnética en recorrer
una distancia a través de un medio.
Conceptos Clave
4. INTRODUCCION
proteómica
La proteómica es una herramienta importante para la
identificación de biomarcadores de cáncer colorrectal, ya que
permite el análisis simultáneo de múltiples proteínas
diferencialmente expresada en un solo estudio.
Ofrece una visión general de los informes recientes que se
centran en las diferentes herramientas proteómicas usadas para
el descubrimiento de marcadores proteicos para el cáncer
colorrectal (CRC), como los métodos de electroforesis de dos
dimensiones, técnicas cuantitativas basadas en la
espectrometría de masas.
8. Después de la revolución genómica , los recientes avances
tecnológicos permiten los análisis proteómicos de mezclas
complejas de proteínas . Las proteínas , no sólo los genes
, son responsables de los fenotipos de las células , por lo
tanto, es imposible saber los mecanismos de la
enfermedad únicamente mediante el estudio del genoma. .
DISCUSIÓN
“proteómica y el cáncer colorrectal”
9. La proteómica es el estudio a gran escala de proteínas para mapear
exhaustivamente los procesos biológicos , tales como los
mecanismos moleculares de la carcinogénesis.
Los estudios proteómicos generan grandes bases de datos de
proteínas y una creciente lista de marcadores de proteínas que se
expresan diferencialmente en pacientes con CCR.
Discusión
“proteómica y el cáncer colorrectal”
10. El descubrimiento de nuevos biomarcadores en CRC es crucial
para la detección temprana de la enfermedad , la caracterización
de la progresión de la enfermedad y la predicción de respuestas a
la terapia.
Se acepta generalmente que una combinación de proteínas en
lugar de un solo candidato individual puede discriminar mejor los
pacientes de CRC o determinar el pronóstico de los pacientes , lo
que implica la ventaja de usar las proteínas implicadas en
diferentes vías fisiopatológicas.
CONCLUSIÓN
“proteómica y el cáncer colorrectal”
Notas del editor
El cáncer colorrectal ( CCR) es la segunda causa más común de muerte por cáncer en Europa y otros países occidentales , principalmente debido a la falta de biomarcadores bien validados clínicamente útiles con la suficiente sensibilidad y especificidad para detectar esta enfermedad en las primeras etapas .
Durante las dos últimas décadas las tasas de supervivencia de CRC apenas han cambiado , con más de 50 % de los pacientes que tienen metástasis regional o distante en el momento de la presentación [ 2 ] . Sin embargo , el CRC es potencialmente curable si se detecta a tiempo antes de que el desarrollo de metástasis. Después de la resección quirúrgica de un tumor que todavía se localiza en el colon o en el recto (estadio de Duke A ) de los pacientes tienen una tasa de supervivencia a 5 años de más de 90 %. Por el contrario , los pacientes con cáncer de etapa D del Duque , en el que el tumor se ha diseminado a otros órganos, tienen una tasa de supervivencia a los 5 años de menos del 10 % [ 2 ] . Hoy en día es bien conocido que la patogénesis de CRC es una acumulación progresiva de mutaciones en múltiples genes , tales como APC , KRAS y p53 [ 3 ] se sabe mucho menos en el nivel proteoma. es un proceso de múltiples pasos período de varios años para detectar la tu- mour en una fase temprana y de interferir con el curso natural de la enfermedad [ 4 ] . La detección temprana del CRC , por tanto, puede reducir significativamente la mortalidad para esta malignidad.
En general, se utiliza con espectrómetros de masas TOF para detectar proteínas en muestras de tejido u otras muestras clínicas. La comparación entre distintos niveles de proteína en pacientes que padecen y que no padecen una enfermedad se utiliza para el descubrimiento de biomarcadores.
La proteómica es una herramienta importante para la identificación de biomarcadores de cáncer candidato, ya que permite el análisis simultáneo de múltiples proteínas diferencialmente expresada en un solo estudio. Esta revisión ofrece una visión general de los informes recientes se centraron en las diferentes herramientas proteómicas utilizados para el descubrimiento de marcadores proteicos candidato para el cáncer colorrectal (CRC), como los métodos de electroforesis de dos dimensiones, técnicas cuantitativas basadas en la espectrometría de masas o de proteínas micro-arrays. También hacemos hincapié en el uso de diferentes muestras, incluyendo las líneas celulares, modelos murinos, muestras clínicas como el tejido, suero o las heces, para el descubrimiento de biomarcadores CRC, discutiendo sus ventajas y desventajas, y finalmente resumir los marcadores CRC candidatos más frecuentemente identificados.
Representación esquemática de los principales flujos de trabajo utilizados en la proteómica para el descubrimiento de biomarcadores de cáncer colorrectal. Tenga en cuenta que para ambos y la proteómica exentas de gel a base de gel sólo uno de los métodos de cuantificación se muestra.
Esta tabla muestra las diferentes técnicas de proteómica usadas para descubrir biomarcadores para el diagnostico y tratamiento del CCR, pruebas como 2-DE mostraron la expresión de genes y proteínas muy diferentes entre los biomarcadores de personas sanas versus personas enfermas en el caso de MALDI y ANTIBODY microarray también se nota la diferencia en la expresión de genes en biomarcadores provenientes de pacientes con CCR en comparación con los biomarcadores de pacientes sanos. Gracias a esto se puede tomar como referencia las proteínas y genes expresados en los biomarcadores de personas con CCR y compararlas con biomarcadores de pacientes en los que sospechemos de CCR. Gracias a esto podemos diagnosticar cáncer CCR en etapas tempranas y así darle el tratamiento correspondiente.
Resumen de los informes recientes de la proteómica centrados en el descubrimiento de marcadores de proteínas candidato para el cáncer colorrectal.
Se pueden observar los genes, las proteínas, las muestras de tejido de donde se obtuvieron, el valor clínico que tiene la muestra, las técnicas usadas para su análisis, su validación y referencias.
S100
La S100 es útil como marcador tumoral durante el seguimiento, es sensible a las metastasis y podría ser de ayuda para modificar la actitud clínica y terapéutica, junto con otras técnicas como FDG-PET, pudiendo aplicar tratamientos en enfermedad subclínica, con menor carga tumoral.
La proteómica es el estudio a gran escala de proteínas para mapear exhaustivamente los procesos biológicos , tales como los mecanismos moleculares de la carcinogénesis. El proteoma es más complejo que el genoma debido a la iniciación alternativa de la transcripción , el procesamiento proteolítico y modificaciones post - traduc - ción ( fosforilación , glicosilación , etc ) , entre otros . Por lo tanto , el conocimiento del proteoma humano es un reto extraordinario . La proteómica puede definirse como la disciplina que incluye el conjunto de metodologías utilizadas para el estudio a gran escala de un proteoma , es decir, el conjunto de proteínas en un organismo , una célula o cualquier sistema biológico , en un tiempo dado y bajo ciertas condiciones . Ca be señalar que la proteómica no se centra exclusivamente en la identificación y cuantificación de estas proteínas , pero también en el estudio de su ubicación , sus modificaciones , sus interacciones y sus funciones . Los estudios proteómicos generan grandes bases de datos de proteínas y una creciente lista de marcadores de proteínas candidatos que se expresan diferencialmente en pacientes con CCR , identificados electroforesis bidimensional ( 2 -DE) y diferencial bidimensional electroforesis en gel ( 2D- DIGE ).
El descubrimiento de nuevos biomarcadores en CRC es crucial para la detección temprana de la enfermedad , la caracterización de la progresión de la enfermedad y la predicción a la terapia de re - respuesta . Los recientes avances en las tecnologías proteómicas que permiten un análisis a gran escala de proteínas que se pueden aplicar para descubrir los perfiles de proteínas aberrantes de muestras biológicas clínicos y otros relacionados con el CRC . Una primera cuestión crítica en la búsqueda de marcadores candidatos es la selección del conjunto de la muestra. Tejido tumoral es el enfoque más directo para el descubrimiento de biomarcadores , ya que son más probable presentes en los tejidos del cáncer en mayor concentración que en el suero o plasma . En el siguiente paso , los marcadores de proteínas candidatos deben ser evaluados por un ensayo específico y validado en grandes cohortes independientes. Sólo esta validación permitirá la traducción de los marcadores CRC candidatos a la práctica clínica. Por último , ahora se acepta generalmente que una combinación de proteínas en lugar de un solo candidato individual puede discriminar mejor los pacientes de CRC de los controles , o determinar el pronóstico de los pacientes , lo que implica la ventaja de usar las proteínas implicadas en diferentes fisiopatológico vías . En conclusión , ha habido una cantidad significativa de la investigación para la identificación de biomarcadores CRC utilizando técnicas de proteómica ; sin embargo, estos aún deben conseguir los candidatos más fuertes. Un único biomarcador único, de la sensibilidad y la especificidad suficiente , puede que no sea una meta realista , pero en lugar de un panel de marcadores puede ser una forma útil para superar las dificultades impuestas por la variabilidad interindividual.