Frühzeitige Krebsdiagnose mit einfachem Bluttest
Die Proteinglykosylierung, d.h. die enzymatisch gesteuerte Kopplung von Zuckern mit Aminosäuren von Proteinen, ist eine posttranslationale Modifikation von Proteinen. Ihr kommt eine wichtige Rolle bei physiologischen Prozessen und Erkrankungen zu, u.a. auch bei Krebs. Um Technologien für die schnelle Hochdurchsatzanalyse und akkurate Analyse der Glykosylierung an einer einzelnen Blutprobe zu entwickeln, wurde das EU-finanzierte Projekt GLYCOHIT (Glycomics by high-throughput integrated technologies) initiiert. Eines der Projektziele war die Erweiterung derzeitiger Methoden. Hierfür entwickelte das Konsortium eine sensitive, robuste Hochleistungs-Methode (UPLC-HILIC, ultra-performance liquid chromatography and hydrophilic interaction chromatography) zur Analyse einer spezifischen Zucker-Protein-Verbindung in klinischen Proben. Die UPLC-HILIC- und Datenanalysemethoden wurden an Proben von Brustkrebspatienten validiert und neue potenzielle Glykanmarker identifiziert. Asparagin(N)-gekoppelte Zuckerverbindungen (N-Glykane) werden mit der Krebspathogenese in Zusammenhang gebracht. Entwickelt wurde ein Hochdurchsatzverfahren für die Flüssigkeitschromatographie in Verbindung mit Tandem-Massenspektrometrie mit Ionisation bei Atmosphärendruck (liquid chromatography coupled to atmospheric pressure ionisation tandem mass spectrometry, LC-MS/MS), um Proteinglykosylierungsstellen zu identifizieren. Neben einer automatisierten Auswertung wurden auch neue Methoden entwickelt, um die Detektionssensitivität von Glykobiomarkern zu verbessern. Bei Lektin-Mikroarrays werden Lektine (Proteine, die an spezifische Zucker binden) auf einem Substrat immobilisiert, um Glykane in einer Probe nachzuweisen. Die Forscher entwickelten neue Herstellungsmethoden für Lektine, insbesondere synthetische Lektin-Mimetika oder glykanbindende Moleküle, die nun in neuen Lektin-Array-Plattformen die schnelle und zuverlässige Erkennung von Glykobiomarkern und Analyse von Glykoproteinen in großen Probenmengen ermöglichen. Abschließend entwickelte GLYCOHIT markierungsfreie Sensorplattformen für den schnellen, spezifischen und sensitiven Nachweis Krebs-assoziierter Glykobiomarker. Mit den neuen Biomarkern und Labortechniken für die klinische Praxis liegt das Ergebnis dann bereits nach wenigen Minuten statt nach mehreren Tagen vor.
Schlüsselbegriffe
Krebs, Biomarker, Proteinglykosylierung, GLYCOHIT, Lektine, Mikroarrays
