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Bibliographic Metadata

Title
Application and development of liquid chromatography-mass spectometry methods for clinical proteomics studies / submitted by Jia Wan
Additional Titles
Anwendungen und Entwicklung von Methoden der Hochleistungsfluessigkeitschromatographie-Massenspektrometrie in der klinischen Proteomforschung:Urinary Proteomics Analyse über Präeklampsie
AuthorWan, Jia
CensorMitulovic, Goran ; Oehler, Rudolf
Published2015
Description108 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Med. Univ., Diss., 2015
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)Präeklampsie / Proteomics / Urin / post-translationale Modifikationen
Keywords (EN)preeclampsia / proteomics / urine / post tralational modification
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-14840 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
Files
Application and development of liquid chromatography-mass spectometry methods for clinical proteomics studies [6.22 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

Präeklampsie ist eine multiple systematische Erkrankung, die in der Schwangerschaft auftritt und durch Bluthochdruck und Proteinurie, als Hauptsymptome, gekennzeichnet ist. Sie kann ab der 20. Schwangerschaftswoche auftretten und betrifft 2 - 8% aller Schwangerschaften weltweit und die genaue Pathologie ist noch nicht im vollen Umfang erfasst. Präeklampsie ist die Hauptursache für maternale und fetale Morbidität und Mortalität und kann bis heute weder verlässlich vorhergesagt werden, noch ausreichend therapiert werden. Die Verfügbarkeit zuverlässiger Biomarker mit ausreichend hoher Sensitivität und Spezifität würde eine frühe Detektion, ein Überwachen des Fortschreitens und die Beobachtung von Risikopatienten signifikant positiv begünstigen. Gegenwärtig werden zahlreiche potentielle Biomarker zur Vorhersage oder Diagnose untersucht und einige auch klinisch angewandt. Doch auch darüber hinaus ist es wichtig, neuartige und zuverlässige Biomarker zu identifizieren um eine bestmögliche Kombination von Markern für die klinische Anwendung sicherzustellen. Bisherige Untersuchungen beschränkten sich vorwiegend auf die Probenahme aus Blut oder Plazenta, während dem Urin größtenteils keine Aufmerksamkeit geschenkt wurde, obwohl hier eine nicht-invasive Probenahme gewährleistet werden kann. Aufgrund des charakteristischen Auftretens von Proteinurie und Nierenfunktionsstörungen im Zusammenhang mit Präeklampsie bietet sich Urin gerade für diese Studien als geeignetes diagnostisches Material an. In der vorliegenden Studie wird erstmalig die Methode des ICPL (Isotope Coded Protein Labeling) in Kombination mit LC-MS/MS (Liquid Chromatography - Mass Spectrometry) zur Identifikation der Proteine im Urin der Präklampsiepatinetinnen verwendet, das den Vergleich von Präeklampsiepatientinnen mit Frauen, deren Schwangerschaft unauffällig verläuft erlaubt. Direkt aus dem Urin konnten 584 Proteine identifiziert werden. Um verlässliche Schlüsse aus deren Quantifizierung ziehen zu können, wurden nur jene Proteine berücksichtigt, die sich aus mindestens drei Peptiden zusammensetzten. Die Auswertung der unterschiedlichen Profile ergab, dass 34 Proteine signifikant erhöht auftraten, während 57 als signifikant vermindert beobachtet werden konnten.Die Ergebnisse dieser Studie umfassten alle potentiellen Biomarker, die bereits in vergleichbaren Studien detektiert werden konnten. Neben dem bekannten urinären Biomarker SERPINA1, war es möglich, andere, neuartige Proteine zu identifizieren und zu quantifizieren, die an der Akutphase Präeklampsia, sowie dem oxidativem Stress und der Regulation des Immunsystems beteiligt sind. Weiter konnte gezeigt werden, dass einige Proteine am Komplementsystem, sowie am Gerinnungssystem beteiligt sind. Darüber hinaus waren viele abundante Proteine in beträchtlichen Mengen präsent, die auf eine Beschädigung der glomerulären Basalmembran bei Präeklampsiepatientinnen hindeuteten. Diese Studie bietet zahlreiche Anhaltspunkte, die zum Verständnis der Pathophysiologie von Präeklampsie beitragen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass dieses differenzielle Proteinprofil in der Herstellung neuartiger Biomarker Verwendung findet.

Abstract (English)

Preeclampsia is a multisystem disorder of pregnancy characterized by hypertension and proteinuria with onset after 20 weeks of gestation affecting 2% to 8% of pregnancies worldwide. This condition is the major cause of maternal and fetal mortality and morbidity. The pathology of preeclampsia is not yet fully understood and there is no effective prediction and therapeutic approach until now. The availability of reliable biomarkers with highly sensitivity and specificity would be of significant benefit for early detection, prognosis assessment, and monitoring patients at risk. Currently, several potential biomarkers have been introduced for prediction or diagnosis of preeclampsia. However, it is important to identify novel, and reliable biomarkers in order to have the best possible marker combination for clinical application. Most of the current biomarker studies focused on blood or placenta samples and urine has been largely neglected. Urine can be obtained by using non-invasive sampling. Further, urine is more advantageous as a diagnostic material, especially for preeclampsia studies, because of the developing proteinuria and renal disorder, which are major characteristics of preeclampsia. In the present study, ICPL (Isotope Coded Protein Labeling) combined with LC-MS/MS (Liquid Chromatography - Mass Spectrometry) analysis was firstly applied to identify the urinary protein profile of patients with preeclampsia and compare it to the proteomic profile in urine of women with normal pregnancy. In summary, a total of 584 proteins were identified directly from urine and, in order to achieve reliable quantitation results, only those proteins with more than three quantified peptides were considered for quantitative analysis. There were 34 significantly increased proteins and 57 significantly decreased proteins among the differential proteins. ^Our results covered all the potential urinary biomarkers of preeclampsia identified by using current proteomic techniques. Besides the known urinary biomarker SERPINA1, we were able to identify and quantify other novel proteins involved in the acute phase response, oxidative stress, and immune regulation. It was revealed that several proteins participated in the complement and coagulation pathway. Moreover, many abundant plasma proteins were present in substantially amount in urine indicated the damage of glomerulus filtration barrier in patients with preeclampsia. Our study provided several clues for understanding of the pathophysiology of preeclampsia. Furthermore, these differential proteins could be a significant contribution to creation of novel biomarker candidates for consequently verification and validation.

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