Zeitschrift für Proteomik und Bioinformatik
Offener Zugang

Abstrakt

Entdeckung von Biomarkern für Infektionskrankheiten im murinen Anthrax-Modell mittels Massenspektrometrie des niedermolekularen Serumproteoms

Aarthi Narayanan, Weidong Zhou, Mark Ross, Jane Tang, Lance Liotta, Emanuel Petricoin, Fatah Kashanchi, Charles Bailey und Serguei Popov

Ein neuer Ansatz auf Basis der Massenspektrometrie (MS) zur Identifizierung von wirtseigenen Biomarkern (BMs) in der zirkulierenden niedermolekularen (LMM) Fraktion (<25 kDa) des Blutproteoms wurde in einem Mausmodell getestet. DBA2/J-Mäuse wurden intraperitoneal mit Sporen des toxigenen B. anthracis Sterne-Stammes (pXO1 + , pXO2 - ), der in DBA/2-Mäusen virulent ist, oder des nichttoxigenen, nicht virulenten Delta-Sterne-Stammes (pXO 1 - , pXO2 - ) infiziert. Serumproben wurden zu mehreren Zeitpunkten entnommen und durch kontinuierliche denaturierende Gelelektrophorese getrennt, gefolgt von einer Coomassie-Färbung, um das LMM-Archiv für die anschließende MS-Identifizierung zu isolieren. Aus mehr als 200 Proteinen stammende Peptidfragmente zeigten gering variierende Häufigkeitsunterschiede zwischen letalen und nicht letalen Belastungen. Mehrere Proteine ​​aus der MS-Analyse wurden einer sekundären Verifizierung mittels Western Blots unterzogen. Die Serumhäufigkeiten von 6 Proteinen (Carboanhydrase 2, Adenylatkinase 1, Peroxyredoxin 2, UMP-CMP-Kinase, Ras-verwandtes C3-Botulinumsubstrat 1 und Destrin) aus insgesamt 10 getesteten Proteinen stimmten stark mit etablierten Anthrax-Erkrankungen und der Sterblichkeit überein, und machten sie somit zu potenziellen Kandidaten für mit der Anthrax-Erkrankung des Wirts verbundene BMs. Diese BMs erwiesen sich als „elastisch“, da ihre Häufigkeitsniveaus in Seren von mit Doxycyclin behandelten Mäusen auf die therapeutische Intervention reagierten, was sie zu nützlichen Instrumenten zur Überwachung der Wirksamkeit bestehender und neuer Behandlungsschemata macht.