Análisis de la expresión diferencial de proteínas totales de cédulas de cáncer de mama para la identificación de probables biomarcadores útiles para el diagnóstico y/o pronóstico de esta enfermedad - Calderón González, Karla Grisel (Universidad Autónoma Metropolitana, 2016)
El cáncer de mama (CaMa) es el principal cáncer en mujeres de t odo el mundo. En México es la primera causa de muerte por cáncer en la mujer. A pesar de que existen marcadores tumorales de suero como CEA (antígeno ca rcino- embrionario) y HER2, estos son detectados en estadios avanzados de la enfermedad y son usados como marcadores de progresión y recurrencia. La de tección temprana de esta enfermedad ofrece un tr atamiento oportuno con buenos re sultados, por lo tanto, es necesario identificar nuevos marcadores que puedan co nducir a una detección temprana, así como que puedan proveer evidencia de la efectividad de los tratamientos. El objetivo de es te trabajo fue determinar los pe rfiles de expresión diferencial de proteínas de las lí neas celulares MCF7 y T47D (L uminales), MDA-MB- 231 (Baja Claudina) y SK-BR-3 (HER2+) en comparación con la lín ea celular control MCF 10A a través del marcaje con iTRAQ y espectrometría de masa s en tándem, para identificar posibles biom arcadores de la enfermedad. Se identificaron 1,020 polipépti dos marcados con iTRAQ con al m enos un péptido con 95% de confianza. Se utilizó una diferencia de 20% de expresión diferencial como valor de corte, obteniendo así 78 proteínas so breexpresadas y 128 subexpresadas en común en todas las líneas celulares de cáncer de mama. Estas proteínas fueron clasificadas con el programa PANTHER en proces os biológicos, siendo las vías metabólicas las más afectadas. Por otro lado, l as proteínas se analizaron con el programa STRI NG para determinar las redes de interacción proteína-proteína. El interactom a de las proteínas sobreexpresa das estuvo relacionado con topol ogía del ADN, glicolisis, inicio de la tra ducción, corte y empalme del mRNA, la vía de las pentosas y la degradación por el proteo soma. La red de interacción de las proteínas subex presadas incluyo varias prote ínas mitocondriales, siendo el nodo más representativo el de la fosforilación oxidat iva. También, se realizó una búsqueda en PubMed de las 206 proteínas identificad as. Con base en esta búsqueda se propusieron a la s proteínas BAG6, DDX39, ANXA8 y COX4 como probables biomarcadores en cánc er de mama, debido a que no han sido previamente reportadas y a que la informaci ón acerca de estas es escasa. Por otro lado, también se identif icaron proteínas exclusivas de cada una de las líneas celulares de cáncer de ma ma. Se obtuvieron 41 proteínas sobreexpresadas en MCF7, 59 en T47D, 55 en MDA-MB-231 y 74 en SK-BR-3. En el caso de las proteínas subexpresadas se identi ficaron 39, 32, 44 y 49 polipé ptidos para MCF7, T47D, MDA-MB-231 y SK-BR-3, respectivamente. Las proteínas fuer on analizadas de igual forma con PANTHER, siendo los procesos biológicos la c ategoría más afectada para las proteínas sobr e y subexpresadas de cada línea celular. En cuanto al análisis con STRING, los inte ractomas de las proteínas sobre expresadas tuvieron nodos relacionados con: Procesos metabólicos de mRNA (MCF7), bi ogénesis del ribosoma, transporte intracelula r de proteínas (T47D), procesam iento de mRNA (MCF7 y T47D), ensamble de complejos de ribonucleoproteína, for mación del complejo de preinicio de la tr aducción, regulación del inicio d e la traducción (MDA- MB-231), procesos metabólicos de pequeñas moléculas (SK-BR-3), entre otros. Las redes de interacción proteína-proteína de los polipéptidos sube xpresados fueron: Regulación de la polimerización y despolimerización de actina, activación de la respuesta inmune (T47D), transporte intracelular de proteínas, organización de la membrana (MDA-MB-231), biogénesis del ribosoma (SK-BR-3), entre otros.; Breast cancer is the principal ca ncer in women worldwide. In Me xico is the first cause of cancer death in women. Although there are serum tumor markers such as CEA (carcinoembryonic antigen) and HER2, they are detected in a dvanced stages of the disease and used as progres sion and recurrence markers. The early detection of this disease provides an appropri ate treatment with satisfactor y results, therefore is necessary identify new markers that can lead to early detection as well as provide evidence of the effectiveness of treatments. The aim of this wo rk was to determine the differential protein expressi on profiles of breast cancer c ell lines MCF7 and T47D (Luminals A), MDA-MB-231 (Claudi n low) and SK-BR-3 (HER2+) in c omparison to a normal control cell line MCF 10A by iTRAQ labelling and tandem mass spectrometry, in order to identify putative bi omarkers of the disease. We identified 1,020 iTRAQ-labelled polypeptides with at least o ne peptide identified with more than 95% in confidence. We determined a cu ttof of 20% in differential expression, obtained 78 overexpressed and 128 sube xpressed proteins in common in all breast cancer cell lines. These proteins were cla ssified with PANTHER into biological processes, being the metabolic pathways the mos t affected. Also, the proteins were analysed with STRI NG for the generation of protei n-protein networks. Interactome of overexpressed proteins was involved in DNA topol ogy, glycolysis, translation initiation, splici ng, pentose pathway, and proteaso me degradation. The protein subexpressed network has several mitochondrial proteins ; the main node was involved in oxidative phosphoryl ation. In addition, we performe d a search for all the 206 differentially expressed polypeptides found in common in al l breast cancer cell lines in the PubMed database. W e propose BAG6, DDX39, ANXA8 and COX4 as putative biomarkers in breast c ancer, because they not have bee n previously reported in breast cancer disease. On the other hand, we identified sets of unique polypeptides in each breast cancer cell lines. We obtained 41 overexpressed proteins for MC F7, 59 in T47D, 55 for MDA-MB-231 and 74 for SK-BR-3. In the case of subexpressed polypeptdies we found 39, 32, 44, and 49 polypepti des for MCF7, T47D, MDA-MB-23 1, and SK-BR-3, respectively. The proteins wer e analysed with PANTHER, being th e biological processes the category more affec ted for overexpressed and sube xpressed proteins of each breast cancer cell line. In STRING analysis, the intera ction network of overexpressed proteins has node s involved in mRNA metabolic pro cesses (MCF7), ribosome biogenesis and intracellular transport of proteins (T4 7D), mRNA processing (MCF7 and T47D), ribonucleoprotein complex assembly, formation of the translation preinitiation complex, and regu lation of translational initiati on (MDA-MB-231) as well as small molecule metabolic proce sses (SK-BR-3), among others. For subexpressed polypeptides interactomes the pr ocesses involved were: Regulati on of actin polymerization/depolymerization, a ctivation of immune process ( T47D), intracellular protein transport and membrane or ganization (MDA-MB-231), as we ll as ribosome biogenesis (SK-BR-3), among others.