Proteomic analysis of saliva from patients with potentially malignant lesions and intraoral squamous cell carcinoma

Oral cancer is a serious public health problem in Brazil. The most common histological type of malignancy in the oral cavity (90 to 95% of cases) is squamous cell carcinoma (SCC) an invasive and aggressive epithelial neoplasia and low survival mainly due to late diagnosis. Eventually, lesions that precede the appearance of malignant neoplasias, called potentially malignant lesions (PML), may occur, being oral leukoplakia (OL) the most common. There is a growing interest in the analysis of saliva through proteomics since this is a noninvasive and rich source of information and can provide not only an early diagnosis, but also a prognosis and monitoring of the treatment. Salivary proteomic analysis can be hampered by the presence of high abundance proteins that mask or reduce the sensitivity of separation. Lectins have been widely used to remove high abundance glycoproteins that could potentially undermine proteome analysis. This study aimed to evaluate for the first time proteins present in saliva of patients with OL and oral SCC in Ceará State, when compared to a group control, through proteomic techniques (one and two-dimensional electrophoresis followed by mass spectrometry) and molecular biology (Western Blot). A chromatographic column immobilized with the lectin isolated from the red algae Bryothamnion triquetrum (BTL) was used to remove high abundance protein from saliva (mucin). In parallel bioinformatics methodologies were used (modelling and molecular docking) to the comprehension of oral SCC molecular pathogenesis. Saliva pools were collected from 5 patients from each group with a diagnosis of CCE and LO, confirmed by histopathological exams and the protein profile of the groups compared to each other. The present study demonstrated for the first time the increase in the levels of ZG16B in the saliva pool of patients with Oral SCC when compared to the pool of the OL and control groups, it was also verified the increase of cytokeratin 1 in the SCC pool. Through bioinformatics assays ZG16B is structurally similar to the Artin M lectin and binds strongly to complex glycans by the mannide moiety. The study may contribute to the discovery of potentials salivary biomarkers in SCC, which may assist in the development of diagnostic and prognostic tools, directly influencing the patients survival and reduction of public health expenses.O câncer oral constitui um sério problema de saúde pública no Brasil. O tipo histológico de tumor maligno mais comum em cavidade oral (90 a 95% dos casos) é o Carcinoma de células escamosas (CCE) uma neoplasia epitelial invasiva e agressiva e de sobrevida baixa principalmente pelo diagnóstico tardio. Eventualmente, pode ocorrer o aparecimento de lesões que precedem o surgimento de neoplasias malignas, denominadas de lesões potencialmente malignas (LPM) sendo a leucoplasia oral (LO) a mais comum. Há um interesse crescente pela análise da saliva através de proteômica já que essa é uma fonte não invasiva e rica de informação e que pode propiciar não só um diagnóstico precoce, bem como prognóstico e monitoramento do tratamento. A análise proteômica salivar pode ser dificultada pela presença de proteínas de alta abundância que mascaram ou reduzem a sensibilidade de separação. As lectinas têm sido amplamente utilizadas para remover glicoproteínas de alta abundância que possam eventualmente prejudicar a análise do proteoma. Esse estudo se propôs a avaliar pela primeira vez as proteínas presentes na saliva de pacientes com LO e com CCE oral do estado do Ceará, quando comparados a um grupo controle, através de técnicas proteômicas (eletroforese uni e bidimensional seguida por espectrometria de massas) e de biologia molecular (Western Blot). Para remoção de proteína de alta abundância da saliva (mucina) foi utilizada uma coluna cromatográfica imobilizada com a lectina isolada da alga vermelha Bryothamnion triquetrum (BTL) em paralelo foram utilizadas metodologias de bioinformática (modelagem e docking molecular) para a compreensão acerca da patogênese molecular do CCE de boca. Ao todo foram coletados saliva de 5 pacientes de cada grupo com diagnóstico de CCE e LO comprovados por exames histopatológicos e o perfil proteico dos grupos comparados entre si. O presente trabalho demonstrou pela primeira vez o aumento nos níveis de ZG16B no pool de salivas de pacientes com CCE Oral quando comparado ao pool dos grupos LO e Controle, foi verificado também o aumento de citoqueratina 1 no pool de CCE. Através de ensaios de bioinformática verificou-se que a ZG16B se assemelha estruturalmente a lectina de Artin M e liga-se fortemente a glicanos complexos pela porção manosídica. O estudo pode contribuir para descoberta de potenciais biomarcadores salivares no CCE podendo auxiliar no desenvolvimento de ferramentas diagnósticas e prognósticas, influenciando diretamente na sobrevida do paciente e redução nos gastos em saúde pública