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Title
The variation of platelets proteome and its relevance for biomarker studies / submitted by Roland Baumgartner
AuthorBaumgartner, Roland
CensorZellner, Maria
Published2013
Description129 S. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Med. Univ., Diss., 2013
Annotation
Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)Proteome / Variation / Plättchen / Alzheimer Krankheit / 14-3-3 gamma / Biomarker
Keywords (EN)Proteome / Variation / Platelets / Alzheimer's Disease / 14-3-3 gamma / Biomarker
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-8894 Persistent Identifier (URN)
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The variation of platelets proteome and its relevance for biomarker studies [26.81 mb]
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Abstract (German)

Biomarker sind objektiv messbare Parameter, die die genaue Diagnose und Prognose von Krankheiten ermöglichen. Es werden aber noch immer dringend sensitive und spezifische Biomarker benötigt, vor allem für schwer diagnostizierbare Krankheiten wie Alzheimer Demenz (AD). Blutplättchen sind eine vielversprechende Biomarker - Quelle für verschiedenste Krankheiten. Im Vergleich mit anderen Körperflüssigkeiten und Zelltypen verfügen sie über einige Vorteile, welche hier erwähnt und näher diskutiert werden. Diese Arbeit umfasst drei Publikationen, die die Tauglichkeit von Blutplättchen als effektive Protein-Biomarker Quelle belegen. Mit Hilfe von 2 dimensionaler „difference gel electrophoresis“ wurde zunächst das Blutplättchen - Proteome auf „low-biologcial-variation proteins“ (LVBPs) untersucht. Darunter versteht man Proteine deren Expression zwischen Individuen nur minimal variiert; unabhängig von Geschlecht, Alter oder Gesundheitszustand. Diese Proteine sind somit prädestiniert für den Einsatz als Referenz in der Biomarker Quantifizierung. Als das Protein mit der geringsten biologischen Varianz wurde 14-3-3gamma identifiziert. Außerdem wurde in diesem Zusammenhang die expressionelle Stabilität von Proteinen die traditionell als Referenz herangezogen werden (Actin, Tubulin, GADPH) näher untersucht und re-evaluiert. In Publikation #2 wurde der Fokus auf expressionell hochvariable Proteine gelegt. Die meisten dieser Proteine sind plasmatischen Ursprungs und werden von Plättchen spezifisch aufgenommen. Für zelluläre Proteine wie zum Beispiel Glutathione S-transferase omega-1 (GSTO1) wurde gezeigt, dass „Single Nukleotid Polymorphismen“ einen erheblichen Einfluss auf die Variabilität der Abundanzen einzelner Spots haben, obwohl die Gesamtmenge von GSTO1 zwischen Individuen nur gering schwankt. Somit zeigt Publikation #2 auf, dass auch in proteomischen Biomarker-Studien genetische Aspekte berücksichtig werden müssen, da diese Hinweise auf den Ursprung der Variabilität geben. Publikation #3, ist schließlich selbst eine Biomarker- studie in der wir Monoamine Oxidase B (Mao-B) als peripherem Biomarker identifizierten. Mao-B wird von AD Patienten überexprimiert, nicht jedoch von Parkinson Patienten. Zusammenfassend werden durch diese Doktorarbeit sowohl die Ursachen als auch die Konsequenzen der biologischen Varianz in Biomarker Studien untersucht. Die Resultate sind ein wertvoller Beitrag für dieses Feld, uns sollen die Erforschung von Biomarker fördern.

Abstract (English)

Biomarkers are objectively measurable parameters for accurate disease diagnosis and prognosis. For many diseases, like Alzheimers disease (AD), there is an urgent need for sensitive and specific biomarkers. Blood platelets are useful diagnostic targets and a promising “reservoir” for biomarkers. Compared to other body fluids and cell-types, they have several advantages, which are described, demonstrated and discussed in this work. The present thesis comprises of three proteomic publications that underpin the aptitude of platelets as a potent protein biomarker-source. Using two dimensional difference gel electrophoresis (2-D DIGE), firstly, “low biological- variation proteins” (LBVPs) are characterised. Those proteins are stably expressed under various circumstances and not affected by age, gender or specific diseases. Thus, they can be used as normalisation proteins and are applicable for accurate biomarker quantification. In this study we identified 14-3-3 gamma as a novel and optimal reference protein and re-evaluated the traditional reference proteins actin, tubulin and glyceraldehyde-3-phospate dehydrogenase. Besides LBVPs, highly variable proteins were investigated in publication #2. Most of them turned out to be high abundant plasma proteins, specifically taken up by platelets. However, for cytosolic proteins like glutathione S-transferase omega-1 (GSTO1), single nucleotide polymorphisms were identified as major cause for high variability of single spot abundances, while the sum of all GSTO1 spots was quite stably expressed in study individuals. Accordingly, in publication #2 we show that also genetic aspects have to be considered in proteomic biomarker discovery studies. They are important to classify the origin of high variable proteins. Finally, publication #3 is itself a biomarker - study in which we identify monoamine oxidase B (Mao-B) by 2-D DIGE as peripheral candidate biomarker, which was specifically increased in AD patients, but not in patients suffering from Parkinsons disease. In summary, in this doctoral thesis the causes as well as consequences of biological variation in biomarker studies are thoroughly,investigated . The results are a valuable contribution in this field and should foster the identification of reliable molecular markers.