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Diffus infiltrierende Gliome sind die häufigste Form von bösartigen Hirntumoren bei Erwachsenen und sind ausnahmslos tödlich. Die Neigung von Gliomzellen, extensiv im Gehirn zu wandern, ist eine große therapeutische Herausforderung. Der Mechanismus, durch den sie sich ausbreiten, beinhaltet gezielte Migration und unkontrollierte Invasion. Es wurde gezeigt, dass invasive Gliomzellen Tropismus und Migration entlang der Bahnen der weißen Substanz aufweisen1, wobei neuere Forschungen die Demyelinisierung dieser Trakte als aktives, protumorigenes Merkmal implizieren2. Die Invasion wird durch einen epithelialen zu mesenchymalen Übergang vermittelt, bei dem Gliomzellen mesenchymale Eigenschaften erwerben, indem sie die Expression von Genen reduzieren, die extrazelluläre Matrixproteine und Zelladhäsionsmoleküle kodieren, die Migration verstärken und die Ausbreitung durch die Tumormikroumgebung erleichtern 3,4,5.
Auf molekularer Ebene wurde die Störung mehrerer Proteine nachgewiesen, die zelluläre Stabilität verleihen und mit immunogenen Komponenten interagieren6. Es ist bekannt, dass infiltrative Gliome eine Unterdrückung von Proteinen mit anti-apoptotischen (z. B. PTEN) Eigenschaften durchlaufen7. Sie überexprimieren auch Proteine, die die Umgehung der Immunantwort des Wirts fördern (z. B. PD1 / PDL1)8. Die Fehlregulation dieser komplexen Signalwege erhöht die Tumorigenität und erhöht das maligne Potenzial.
Innerhalb von Proben invasiver Gliome bestand das Ziel darin, die differentielle Expression von Proteinen zu bewerten, die für das Wachstum, Überleben und die Proliferation von Zellen sowie für die strukturelle Integrität der Mikroumgebung zwischen invasiven und nicht-invasiven Komponenten entscheidend sind. Darüber hinaus versuchten wir, die differentielle Regulation von Proteinen mit einer aktiven immunogenen Rolle zu untersuchen und Einblicke in den Mechanismus zu geben, durch den kompromittierte Immunabwehr des Wirts das proliferative und invasive Potenzial von Gliomen verbessern kann. Dies ist besonders relevant angesichts der jüngsten Breite der Forschung, die zeigt, wie Immunmarker und Treiber von Dysregulation bei Malignität als Ziele der Immuntherapie dienen können. Die Identifizierung praktikabler therapeutischer Ziele unter den vielen Proteinen, die an der Immunüberwachung und Reaktivität beteiligt sind, erfordert einen hochsensiblen und umfassenden Ansatz.
Angesichts der breiten Palette von Kandidatenproteinen, die untersucht werden können, suchten wir nach einer Methode, die der Immunhistochemie ähnelt, aber mit verbesserter Datenverarbeitungseffizienz. Im Bereich der Krebsbiologie hat sich DSP zu einer leistungsstarken Technologie mit wichtigen Vorteilen gegenüber alternativen Werkzeugen für die Proteomanalyse und -quantifizierung entwickelt. Das Markenzeichen von DSP ist seine Hochdurchsatz-Multiplexing-Fähigkeit, die die gleichzeitige Untersuchung mehrerer verschiedener Proteine innerhalb einer Probe ermöglicht, was einen wichtigen Unterschied zu Standard-, aber Low-Plex-Technologien wie der Immunhistochemie (IHC) darstellt9,10. Die Multiplex-Funktion von DSP beeinträchtigt nicht seine Treue als quantitatives und analytisches Werkzeug, wie Studien zeigen, in denen DSP mit IHC verglichen wird. Bei der Verwendung zur proteomischen Quantifizierung von nicht-kleinzelligen Lungenkrebsproben hat DSP beispielsweise ähnliche Ergebnisse wie IHC11. Darüber hinaus bietet DSP eine anpassbare regionale Spezifikation, in der Benutzer manuell Regionen definieren können, in denen proteomische Analysen durchgeführt werden sollen. Dies stellt einen Vorteil gegenüber Ganzsektions-Multiplex-Methoden10,12 dar. In einer einzigen Verarbeitungsrunde bietet DSP somit mehrere Analyseebenen, indem mehrere Proteinziele in mehreren Regionen von Interesse untersucht werden.
DSP hat Anwendungen in verschiedenen pathologischen Einstellungen. DSP ist besonders vorteilhaft in der onkologischen Analyse, da räumliche Variation mit zellulärer Transformation und differentieller Proteinexpression korrelieren kann. Zum Beispiel wurde DSP verwendet, um das proteomische Profil von Brustkrebs mit der benachbarten Tumormikroumgebung zu vergleichen. Dies hat wichtige Implikationen für das Verständnis des natürlichen Verlaufs dieses Tumors und seines Fortschreitens sowie für ein mögliches Ansprechen auf die Behandlung13. Weitere Kontexte, die die Vielseitigkeit der DSP veranschaulichen, umfassen die räumliche Quantifizierung der Proteindiversität bei Prostatakrebs14, die Assoziation der Immunzellmarkerexpression mit der Krankheitsprogression beim Kopf- und Halsplattenepithelkarzinom 15 und die Demonstration eines epithelial-mesenchymalen Gradienten der Proteinexpression, der metastasierten von primärem klarzelligem Ovarialkarzinom unterscheidet16 . Durch die Implementierung von DSP charakterisieren wir die räumliche Topographie von Proteinen, die die Tumorgenese und Invasion von Gliomen beeinflussen könnten.