Published December 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Immunoproteomics approach revealed elevated autoantibody levels against ANXA1 in early stage gallbladder carcinoma

Creators

  • 1. Safdarjang Hospital
  • 2. National Institute of Pathology
  • 3. Govind Ballabh Pant Hospital
  • 4. University of Delhi
  • 5. Manipal Academy of Higher Education
  • 6. Jamia Hamdard
  • 7. Institute of Molecular Medicine

Description

Abstract Background Early diagnosis is important for the timely treatment of gallbladder carcinoma (GBC) patients and may lead to increased survival outcomes. Here, we have applied serological proteome analysis (SERPA), an immunoproteomics approach, for the detection of 'tumor-associated antigens (TAAs) that elicit humoral response' in early stage GBC patients. Methods Total protein from pooled tumor tissue of GBC patients ( n = 7) was resolved by two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) followed by immunoblotting using pooled blood plasma from healthy volunteers ( n = 11) or gallstone disease (GSD) cases ( n = 11) or early stage GBC (Stage I and II) ( n = 5) or GBC stage IIIA ( n = 9). 2-D gel and immunoblot images were acquired and analyzed using PDQuest software to identify immunoreactive spots in GBC cases in comparison to controls. Proteins from immunoreactive spots were identified by liquid chromatography- tandem mass spectrometric analysis (LC-MS/MS). Autoantibody levels for two of the functionally relevant proteins were investigated in individual plasma samples (52 cases and 89 controls) by dot blot assay using recombinant proteins. Results Image analysis using PDQuest software identified 25 protein spots with significantly high or specific immunoreactivity in GBC cases. Mass spectrometric analysis of 8 corresponding protein spots showing intense immunoreactivity (based on densitometric analysis) in early stage GBC or GBC stage IIIA cases led to the identification of 27 proteins. Some of the identified proteins include ANXA1, HSPD1, CA1, CA2, ALDOA and CTSD. Among the two proteins, namely ANXA1 and HSPD1 verified using a cohort of samples, significantly elevated autoantibody levels against ANXA1 were observed in early stage GBC cases in comparison to healthy volunteers or GSD cases (unpaired t-test, p < 0.05). Receiver operating characteristic (ROC) curve analysis for ANXA1 showed an Area under the Curve (AUC) of 0.69, with 41.7% sensitivity against a specificity of 89.9% for early stage GBC. IHC analysis for ANXA1 protein showed 'high' expression levels in 72% of GBC cases whereas all the controls showed 'low' expression levels. Conclusions The study suggests that the ANXA1 autoantibody levels against ANXA1 may be potentially employed for early stage detection of GBC patients. Other proteins could also be explored and verified in a large cohort of clinical samples.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

التشخيص المبكر مهم لعلاج مرضى سرطان المرارة في الوقت المناسب وقد يؤدي إلى زيادة نتائج البقاء على قيد الحياة. هنا، قمنا بتطبيق تحليل البروتينات المصلية (Serpa)، وهو نهج بروتيني مناعي، للكشف عن "المستضدات المرتبطة بالورم (TAAs) التي تثير استجابة خلطية" في المرضى في المرحلة المبكرة من خلايا الدم الخضراء. الطرق تم حل البروتين الكلي من أنسجة الورم المجمعة لمرضى خلايا الدم البيضاء ( العدد = 7) عن طريق الرحلان الكهربائي الهلامي ثنائي الأبعاد (2 - DE) متبوعًا بالتخثر المناعي باستخدام بلازما الدم المجمعة من المتطوعين الأصحاء ( العدد = 11) أو حالات مرض الحصاة الصفراوية ( العدد = 11) أو المرحلة المبكرة من خلايا الدم البيضاء (المرحلة الأولى والثانية) ( العدد = 5) أو المرحلة الثالثة من خلايا الدم البيضاء ( العدد = 9). تم الحصول على صور الهلام ثنائي الأبعاد وصور البقعة المناعية وتحليلها باستخدام برنامج PDQuest لتحديد البقع المناعية في حالات GBC مقارنة بالضوابط. تم تحديد البروتينات من البقع المناعية عن طريق اللوني السائل - التحليل الطيفي الكتلي الترادفي (LC - MS/MS). تم فحص مستويات الأجسام المضادة الذاتية لاثنين من البروتينات ذات الصلة وظيفيًا في عينات البلازما الفردية (52 حالة و 89 عنصر تحكم) عن طريق اختبار النقاط النقطية باستخدام البروتينات المؤتلفة. حدد تحليل صورة النتائج باستخدام برنامج PDQuest 25 بقعة بروتينية ذات تفاعل مناعي مرتفع أو محدد بشكل كبير في حالات خلايا الدم الحمضية. أدى التحليل الطيفي الكتلي لـ 8 بقع بروتينية مقابلة تُظهر تفاعلًا مناعيًا مكثفًا (استنادًا إلى تحليل قياس الكثافة) في حالات المرحلة الأولى من GBC أو GBC المرحلة IIIA إلى تحديد 27 بروتينًا. تشمل بعض البروتينات المحددة ANXA1 و HSPD1 و CA1 و Ca2 و ALDOA و CTSD. من بين البروتينين، وهما ANXA1 و HSPD1 اللذان تم التحقق منهما باستخدام مجموعة من العينات، لوحظ ارتفاع كبير في مستويات الأجسام المضادة الذاتية ضد ANXA1 في حالات GBC في المرحلة المبكرة مقارنة بالمتطوعين الأصحاء أو حالات GSD (اختبار t غير المقترن، p < 0.05). أظهر تحليل منحنى خاصية تشغيل جهاز الاستقبال (ROC) لـ ANXA1 منطقة تحت المنحنى (AUC) تبلغ 0.69، مع حساسية بنسبة 41.7 ٪ ضد خصوصية 89.9 ٪ للمرحلة المبكرة من GBC. أظهر تحليل IHC لبروتين ANXA1 مستويات تعبير "عالية" في 72 ٪ من حالات GBC في حين أظهرت جميع الضوابط مستويات تعبير "منخفضة". الاستنتاجات تشير الدراسة إلى أن مستويات الأجسام المضادة الذاتية ANXA1 ضد ANXA1 يمكن استخدامها للكشف المبكر عن مرضى خلايا الدم الحمضية. يمكن أيضًا استكشاف البروتينات الأخرى والتحقق منها في مجموعة كبيرة من العينات السريرية.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Le diagnostic précoce est important pour le traitement rapide des patients atteints de carcinome de la vésicule biliaire (CBG) et peut entraîner une augmentation des résultats de survie. Ici, nous avons appliqué l'analyse sérologique du protéome (SERPA), une approche immunoprotéomique, pour la détection des « antigènes associés aux tumeurs (TAA) qui provoquent une réponse humorale » chez les patients atteints de CBG à un stade précoce. Méthodes Les protéines totales du tissu tumoral groupé des patients atteints de CBG ( n = 7) ont été résolues par électrophorèse sur gel bidimensionnelle (2-DE) suivie d'une immunobuvardage à l'aide de plasma sanguin groupé provenant de volontaires sains ( n = 11) ou de cas de maladie des calculs biliaires (GSD) ( n = 11) ou de CBG de stade précoce (stades I et II) ( n = 5) ou de CBG de stade IIIA ( n = 9). Des images de gel 2D et d'immunoblot ont été acquises et analysées à l'aide du logiciel PDQuest pour identifier les taches immunoréactives dans les cas de CBG par rapport aux témoins. Les protéines des taches immunoréactives ont été identifiées par chromatographie liquide - analyse spectrométrique de masse en tandem (LC-MS/MS). Les taux d'auto-anticorps de deux des protéines fonctionnellement pertinentes ont été étudiés dans des échantillons de plasma individuels (52 cas et 89 témoins) par dosage par dot blot à l'aide de protéines recombinantes. Résultats L'analyse des images à l'aide du logiciel PDQuest a permis d'identifier 25 taches protéiques présentant une immunoréactivité significativement élevée ou spécifique dans les cas de CBG. L'analyse par spectrométrie de masse de 8 spots protéiques correspondants montrant une immunoréactivité intense (basée sur l'analyse densitométrique) dans les cas de GBC de stade précoce ou de GBC de stade IIIA a conduit à l'identification de 27 protéines. Certaines des protéines identifiées comprennent ANXA1, HSPD1, CA1, CA2, ALDOA et CTSD. Parmi les deux protéines, à savoir ANXA1 et HSPD1 vérifiées à l'aide d'une cohorte d'échantillons, des taux d'auto-anticorps significativement élevés contre ANXA1 ont été observés dans les cas de GBC à un stade précoce par rapport aux volontaires sains ou aux cas de GSD (test t non apparié, p < 0,05). L'analyse de la courbe des caractéristiques de fonctionnement (roc) du récepteur pour ANXA1 a montré une aire sous la courbe (ASC) de 0,69, avec une sensibilité de 41,7 % contre une spécificité de 89,9 % pour le CBG au stade précoce. L'analyse IHC de la protéine ANXA1 a montré des niveaux d'expression « élevés » dans 72 % des cas de CBG alors que tous les contrôles ont montré des niveaux d'expression « faibles ». Conclusions L'étude suggère que les taux d'auto-anticorps ANXA1 contre ANXA1 peuvent être potentiellement utilisés pour la détection précoce des patients atteints de CBG. D'autres protéines pourraient également être explorées et vérifiées dans une grande cohorte d'échantillons cliniques.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes El diagnóstico precoz es importante para el tratamiento oportuno de los pacientes con carcinoma de vesícula biliar (GBC) y puede conducir a un aumento de los resultados de supervivencia. Aquí, hemos aplicado el análisis serológico del proteoma (SERPA), un enfoque inmunoproteómico, para la detección de "antígenos asociados a tumores (TAA) que provocan una respuesta humoral" en pacientes con GBC en etapa temprana. Métodos La proteína total del tejido tumoral agrupado de pacientes con GBC ( n = 7) se resolvió mediante electroforesis en gel bidimensional (2-DE) seguida de inmunotransferencia utilizando plasma sanguíneo agrupado de voluntarios sanos ( n = 11) o casos de enfermedad de cálculos biliares (GSD) ( n = 11) o GBC en estadio temprano (estadio I y II) ( n = 5) o GBC en estadio IIIA ( n = 9). Las imágenes de gel e inmunotransferencia en 2-D se adquirieron y analizaron utilizando el software PDQuest para identificar manchas inmunorreactivas en casos de GBC en comparación con los controles. Las proteínas de las manchas inmunorreactivas se identificaron mediante cromatografía líquida-análisis de espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS). Los niveles de autoanticuerpos para dos de las proteínas funcionalmente relevantes se investigaron en muestras de plasma individuales (52 casos y 89 controles) mediante ensayo de transferencia puntual utilizando proteínas recombinantes. Resultados El análisis de imágenes utilizando el software PDQuest identificó 25 manchas de proteínas con inmunorreactividad significativamente alta o específica en casos de GBC. El análisis de espectrometría de masas de 8 manchas de proteínas correspondientes que muestran inmunorreactividad intensa (basada en análisis densitométrico) en casos de GBC en estadio temprano o GBC en estadio IIIA condujo a la identificación de 27 proteínas. Algunas de las proteínas identificadas incluyen ANXA1, HSPD1, CA1, CA2, ALDOA y CTSD. Entre las dos proteínas, a saber, ANXA1 y HSPD1 verificadas utilizando una cohorte de muestras, se observaron niveles de autoanticuerpos significativamente elevados contra ANXA1 en casos de GBC en etapa temprana en comparación con voluntarios sanos o casos de GSD (prueba t no pareada, p < 0.05). El análisis de la curva de características operativas del receptor (Roc) para ANXA1 mostró un área bajo la curva (AUC) de 0.69, con una sensibilidad del 41.7% contra una especificidad del 89.9% para GBC en etapa temprana. El análisis IHC para la proteína ANXA1 mostró niveles de expresión "altos" en el 72% de los casos de GBC, mientras que todos los controles mostraron niveles de expresión "bajos". Conclusiones El estudio sugiere que los niveles de autoanticuerpos ANXA1 contra ANXA1 pueden emplearse potencialmente para la detección temprana de pacientes con GBC. Otras proteínas también podrían explorarse y verificarse en una gran cohorte de muestras clínicas.

Files

s12885-020-07676-6.pdf

Files (2.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:ce2ebf2bf58a267414c627343b176fd5
2.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
كشف نهج البروتينات المناعية عن ارتفاع مستويات الأجسام المضادة الذاتية ضد ANXA1 في سرطان المرارة في مرحلة مبكرة
Translated title (French)
L'approche immunoprotéomique a révélé des niveaux élevés d'auto-anticorps contre ANXA1 au stade précoce du carcinome de la vésicule biliaire
Translated title (Spanish)
El enfoque inmunoproteómico reveló niveles elevados de autoanticuerpos contra ANXA1 en el carcinoma de vesícula biliar en estadio temprano

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3108651801
DOI
10.1186/s12885-020-07676-6

Is supplement to
https://openalex.org/W2387004421 (Other)
https://openalex.org/W2379013558 (Other)
https://openalex.org/W2358158469 (Other)
https://openalex.org/W2163030509 (Other)
https://openalex.org/W2036791348 (Other)
https://openalex.org/W2029918799 (Other)
https://openalex.org/W2007632174 (Other)
https://openalex.org/W2004493637 (Other)
https://openalex.org/W1974733709 (Other)
https://openalex.org/W1969416735 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1572607517
  • https://openalex.org/W1989162293
  • https://openalex.org/W1990886942
  • https://openalex.org/W2019181724
  • https://openalex.org/W2023138618
  • https://openalex.org/W2026462337
  • https://openalex.org/W2037691820
  • https://openalex.org/W2084504153
  • https://openalex.org/W2108015399
  • https://openalex.org/W2122863289
  • https://openalex.org/W2134546050
  • https://openalex.org/W2136452109
  • https://openalex.org/W2145786439
  • https://openalex.org/W2149174039
  • https://openalex.org/W2149628902
  • https://openalex.org/W2150870296
  • https://openalex.org/W2161814309
  • https://openalex.org/W2275374204
  • https://openalex.org/W2295114890
  • https://openalex.org/W2298044185
  • https://openalex.org/W2336348584
  • https://openalex.org/W2573152477
  • https://openalex.org/W2594170573
  • https://openalex.org/W2742500444
  • https://openalex.org/W2795133599
  • https://openalex.org/W2901494439
  • https://openalex.org/W4243087891