Searching for prostate cancer biomarkers through urine proteomics

O cancro da próstata (PCa) representa um dos tipos de cancro mais incidente em indivíduos do sexo masculino a nível mundial e em Portugal não existindo, atualmente, nenhum tratamento eficaz quando o diagnóstico é feito num estadio avançado da doença. A quantificação sérica do antigénio específico da próstata (PSA) continua a ser a metodologia mais utilizada para o diagnóstico precoce do PCa. Todavia, o aumento dos níveis de PSA não é específico do PCa, sendo observado em outras condições patológicas da próstata. Assim, com a finalidade de identificar novos biomarcadores de PCa em amostras obtidas de forma não invasiva, foi utilizada uma abordagem proteómica, baseada em espectrometria de massa e na deteção de proteínas específicas por imunoblot, para análise de amostras de urina obtidas de um modelo animal de PCa induzido pela administração sequencial de flutamida, propionato de testosterona, N-metil-N-nitrosureia e a colocação de implantes subcutâneos de testosterona cristalina. Na experiência consideraram-se dois estadios da doença, 27 e 54 semanas após a indução de PCa, os grupos PCa1 e PCa2, respetivamente. Amostras de animais com idade correspondente, mas sem doença, CONT1 e CONT2, também foram incluídas neste estudo. A análise por GeLC-MS/MS permitiu a identificação de 319 proteínas distintas, 246 das quais estavam presentes em pelo menos três animais de cada grupo experimental. Destas, 172 proteínas eram comuns a todos os animais, estando a maioria envolvida em processos de proteólise e metabolismo. A maioria destas proteínas é de origem extracelular, de vesículas ou exossomas ligados à membrana (de acordo com STRING v10.5). O “transporte de vitaminas” está entre os processos biológicos mais representativos do grupo PCa1, enquanto na urina dos animais do grupo PCa2 prevalecem os processos relacionados com “inflamação” e "metabolismo do colagénio". Entre as proteínas características do estadio inicial de PCa estão a glutationa sintetase, o precursor da proteína secretora da vesícula seminal 2, a MMP-9 e a vinculina. A glutationa S-transferase alfa-3, a S100-A8, a APE-1 e a MMP-2 parecem ser específicas dos estadios avançados do PCa. Em geral, os resultados obtidos destacam potenciais marcadores que quando analisados em conjunto poderão ser aplicados ao diagnóstico e prognóstico de PCa com elevada especificidade e sensibilidade. Estudos futuros serão importantes para validar o valor de diagnóstico destes marcadores no HomemProstate cancer (PCa) is one of the most common types of cancer in males worldwide. Currently, there is no effective treatment when the diagnosis is made at an advanced stage of the disease. The serum quantification of prostate specific antigen (PSA) remains the most commonly used methodology for the early diagnosis of PCa. However, increased PSA levels are not specific of PCa, being observed in other diseases of the prostate. Envisioning the identification of novel biomarkers of PCa in non-invasively obtained samples, proteomics based on mass spectrometry and on immunoblot was applied to the analysis of urine samples collected from an animal model of PCa induced by the sequential administration of flutamide, testosterone propionate, N-methyl-N-nitrosureia and the placement of subcutaneous crystalline testosterone implants. Two time-points of the disease were considered, 27 and 54 weeks after PCa induction, PCa1 and PCa2 groups, respectively. Age-matched controls were also considered, Cont1 and Cont2 groups. GeLC-MS/MS analysis allowed the identification of 319 distinct proteins, 246 of each were present in at least three animals of each experimental group. From these, 172 proteins were common to all animals, most of which are involved in proteolysis and metabolism. The majority of these proteins are of extracellular origin, from membrane-bound vesicles or exosomes (according to STRING v10.5). The “transport of vitamins” is among the most representative biological processes of PCa1, while in the PCa2 the “inflammatory response” and "collagen metabolism" prevailed. Among the unique proteins characteristic of each disease state are glutathione synthetase, seminal vesicle secretory protein 2 precursor, MMP-9 and vinculin for PCa1 and glutathione S-transferase alpha-3, S100-A8, APE-1 and MMP-2 for PCa2. In overall, data highlight putative protein markers that when analysed together might allow the diagnosis and prognosis of PCa with high specificity and sensitivity. Future studies will be important to validate the diagnosis value of multimarker panels involving these proteins in humansMestrado em Bioquímic