Proteomanalyse von extrazellulären Vesikel aus der Galle identifiziert erkrankungs- und tumorspezifischer Proteine bei Patienten mit Primär sklerosierender Cholangitis und Cholangiozellulärem Karzinom

Einleitung:

Patienten mit Primär sklerosierender Cholangitis (PSC) haben ein erhöhtes Risiko für cholangiozellulläre Karzinome (CCA). Aus der Gallenflüssigkeit können extrazelluläre Vesikel (EV) isoliert werden, wobei bei pankreatikobiliären Tumoren die Vesikelkonzentration im Vergleich zu nicht-malignen Kontrollen erhöht zu sein scheint. Über die Proteinzusammensetzung dieser biliären EVs gibt es bisher nur wenige Daten.

Ziele:

Nachweis erkrankungs- und tumorspezifischer Biomarker mittels Proteomanalyse von biliären extrazellulären Vesikeln bei PSC- und CCA-Patienten.

Methodik:

Galleproben von 90 Patienten (30 x Cholecholithiasis/Kontrolle; 30 x PSC; 30 x CCA) wurden mittels ERCP gesammelt. EV wurden mittels gradueller Zentrifugation aus Gallenflüssigkeit isoliert. Die depletierten EV-Fraktionen wurden zu jeweils sechs Proben pro Gruppe gepoolt und mittels Flüssigchromatografie mit Massenspektrometrie-Kopplung (LC/MS) analysiert.

Ergebnis:

Die erfolgreiche Aufreinung biliärer EVs wurde mittels Nachweis typischer Markerproteine, Elektroenenmikroskopie und Nano Tracking Analyse (NTA) verifiziert. Im Rahmen der Proteomanalyse wurden insgesamt 10603 Peptide identifiziert, welche sich 1584 Proteinen zuordnen lassen. Von den identifizierten Proteinen konnten 1414 Proteine quantitativ analysiert werden. Die meisten Proteine konnten in den Proben der Tumorpatienten identifiziert werden. Nach Quantil-Normalisierung und T-Test-Analyse mit FDR (false discovery rate) adjustiertem p-Wert zeigten sich in den Proben der Tumorpatienten 60 Proteine signifikant erhöht im Vergleich zu Kontroll- und PSC-Patienten. Zu diesen Proteinen zählen unter anderem GNAS, CLIC1, PROM1, TSG101, GNA13, PROM2, YWHAZ, STX3, YWHAE und HSPA1A. Darüber hinaus waren mehrere GTP-bindende Proteine, sowie die Exosomenmarker TSG101 und HSP70 erhöht exprimiert in den Proben der Tumorpatienten. Auf den biliären EVs von PSC-Patienten waren 22 Proteine im Vergleich zu Kontrollpatienten signifikant erhöht, hierunter HRG, SYTL4, SERPINA3, SERPINC1 und CDHR2.

Schlussfolgerung:

In biliären EVs können spezifische Proteine bei PSC-Patienten und CCC-Patienten nachgewiesen werden. Diese tumorspezifischen Proteine könnten für die Früherkennung biliärer Malignome in Risikopopulationen genutzt werden.