Analysis of proteins in plasma in relation to breast cancer with MRM mass spectrometry

Abstract

Breast cancer is the second most commonly diagnosed cancer with over two million cases diagnosed annually. Early detection of breast cancer is crucial for increasing survival rates and screening methods therefore play a vital role. The mammography screening methods used today are insufficient for early detection and further development of screening methods is necessary. The hope is that screening for breast cancer could be accomplished using noninvasive techniques such as analyzing blood samples. For this to become a reality, more selective and sensitive analytical methods for identification and quantification of breast cancer biomarkers need to be developed.The aim of this project was to quantify proteins in plasma samples from breast cancer patients using UPLC-MRM mass spectrometry. Proteins were quantified using a PeptiQuant™ Plus Proteomics kit for human plasma that allows quantification of 125 proteins. The proteins were measured in 50 breast cancer patient samples and in 50 samples from healthy controls in two separate UPLC-MRM-MS/MS runs of which only one could be used for protein quantitative analysis. Out of the 125 proteins measured 112 proteins were quantified in the plasma samples with acceptable accuracy and precision. The protein concentration of the proteins for 25 cases and 25 controls were compared to see if there were any quantifiable differences in proteins between the two groups. No statistically significant difference was observed in protein quantity between cases and controls. However, some proteins appeared to be down or upregulated in the breast cancer patients. Further investigation with a larger study cohort is needed for more conclusive results.

Brjóstakrabbamein er næst algengasta krabbameinið með yfir tvær milljónir tilfella sem greinast árlega. Snemmagreining brjóstakrabbameins er mikilvægur þáttur í að auka lifun þeirra sem greinast með brjóstakrabbamein. Einkenni koma þó ekki alltaf snemma fram eða erfitt getur verið að greina þau. Skimun fyrir brjóstakrabbameini gegnir því mikilvægu hlutverki í snemmgreiningu og til að auka líslíkur. Skimunaraðferðir sem notaðar eru í dag eru ófullnægjandi og er nauðsynlegt að þróa frekari skimunaraðferðir. Vonin er að hægt verði að skima fyrir brjóstakrabbameini með aðferðum sem krefjast lítils inngrips, t.d. með að greina blóðsýni. Til þess að þetta verði að veruleika þarf að þróa sértækari og næmari greiningaraðferðir til að bera kennsl á og magngreina lífmerki brjóstakrabbameina.Markmið verkefnisins var að mæla prótein í plasma hjá brjóstakrabbameinssjúklingum með UPLC-MRM massagreiningu. Próteinin voru magngreind með því að nota PeptiQuant™ Plus Proteomics aðferð fyrir blóðvökva manna sem getur magngreint 125 prótein í sama lífsýni. Próteinin voru mæld í blóðvökva frá 50 brjóstakrabbameinssjúklingum og 50 heilbrigðum viðmiðum í tveimur aðskildum UPLC-MRM-MS/MS keyrslum en aðeins önnur keyrslan var nothæf til magngreininga á próteinum. Af þeim 125 próteinum sem voru mæld voru 112 prótein magngreind með góðri nákvæmni. Styrkur próteina í blóðvökva 25 brjóstakrabbameinssjúklinga var borinn saman við styrk próteina í 25 viðmiðum til að sjá hvort það væri munur á magni próteina milli hópanna. Enginn tölfræðilega marktækur munur var greindur á milli magns einstakra próteina í blóðvökva hjá brjóstakrabbameinssjúklingum samanborið við heilbrigð viðmið. Sum prótein virtust þó vera lækkuð eða hækkuð í blóðvökva brjóstakrabbameinssjúklinga. Frekari rannsókn á stærri sýnahóp eru nauðsynlegur til að fá afgerandi niðurstöður.