I gliomi sono tumori altamente eterogenei del sistema nervoso centrale (SNC) che hanno origine dalle cellule gliali e forniscono supporto strutturale e metabolico aineuroni 1, e sono classificati istologicamente in sottotipi: astrocitomi, oligodendrogliomi ed ependimomi2. Secondo il sistema di classificazione dell'OMS, i gliomi di grado I e II sono i gliomi di basso grado (LGG), tipicamente caratterizzati da tassi di crescita lenti e potenziale stabilità a lungo termine, spesso adatti a una resezione chirurgica in base alla posizione anatomica. Al contrario, i gradi III e IV sono i gliomi di alto grado (HGG), prevalentemente indifferenziati e maligni con comportamenti altamente invasivi e una prognosisfavorevole 3. I trattamenti attuali restano limitati e in gran parte inefficaci; Sebbene la massima resezione sicura combinata con radioterapia/chemioterapia post-operatoria migliori moderatamente la prognosi, persistono limitazioni e tossicità significative a causa della crescita diffusa infiltrativa dei tumori e dei confini indistinti che impediscono la resezioneradicale 4,5. I gliomi umani, in particolare quelli di alto grado di glioma, sono tumori maligni altamente vascolari la cui crescita, proliferazione e invasione dipendono fortemente dalla loro anomalizzazione neovascolare, che è un segno fondamentale della malignitàdel glioma 6,7. Lo studio sull'angiogenesi del tumore targeting vanta significativi meriti scientifici per le scoperte terapeutiche.
L'angiogenesi coinvolge fondamentalmente la proliferazione, la migrazione e la differenziazione delle cellule endoteliali sotto stimoli specifici, con ricerche focalizzate sui regolatori: (i) induttori, tra cui fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF)8, vasorina (VASN)9, fattore inducente di ipossia 1 (HIF1)10, fattore di crescita trasformante β (TGF-β)11, endocan12, fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF)13 e fattore di crescita epidermico (EGF)14; e (ii) inibitori, tra cui angiostatina15,endostatina 16, ricevitore del fattore attivatore piastrinico-1 (TSP-1)17 e inibitori tissutali delle metalloproteinasi (TIMPs)18. Negli studi clinici di fase I/II/III sui tumori cerebrali, la maggior parte dei farmaci anti-angiogeni mira la segnalazione del VEGF grazie al suo ruolo centrale nell'angiogenesi, esemplificato dal bevacizumab, un anticorpo monoclonale che inibisce la neovascolarizzazione tramite il bloccoVEGF 19,20,21. Tuttavia, recenti studi di fase II/III non hanno mostrato benefici complessivi significativi nella sopravvivenza per i pazienti con glioblastoma avanzato che hanno ricevuto bevacizumab più lomustina rispetto alla lomustina sola 19,20,21,22. In modo fondamentale, la terapia anti-VEGF migliora le anomalie vascolari ma sopprime solo l'angiogenesi senza citotossicità tumorale diretta e può indurre resistenza al trattamento. Di conseguenza, mirare a uno o pochi regolatori angiogenici non riesce a ottenere una cura radicale; Strategie efficaci richiedono la soppressione concomitante dell'angiogenesi e il blocco dell'invasione e delle metastasi tumorali tramite vie vascolari. Il valore diagnostico e prognostico delle proteine nei gliomi è ben consolidato, tuttavia il trattamento del glioma maligno ha registrato progressi limitati nel corso dei decenni.
La proteomica può analizzare globalmente tutte le proteine nei campioni biologici, inclusi profili di espressione, modifiche post-traduzionali (PTM) e interazioni, utilizzando tecniche basate sulla spettrometria di massa (MS), inclusi approcci top-down (TDP) e bottom-up (BUP). La sclerosi multipla ad alta produttività consente l'identificazione di decine di migliaia di proteine per ogni serie, rendendola essenziale per lo studio dei meccanismi tumorali e l'identificazione dei bersagli terapeutici. L'abbondanza proteica e i suoi PTM possono essere identificati nei tessuti gliomici e nelle biopsie liquide come sangue e i suoiderivati 23,24,25, liquido cerebrospinale 26 eurine 27. Per la vascolarizzazione tumorale, espressioni proteiche anomale e PTM guidano cambiamenti vascolari patologici. Le alterazioni proteiche nella neovascolarizzazione del glioma possono essere identificate con la proteomica, che guida lo sviluppo di protocolli per una profilazione proteomica affidabile della neovascolarizzazione del glioma.
Tuttavia, i tessuti neovascolari sono solo uno dei componenti presenti nell'intero tessuto glioma. L'isolamento e la purificazione dei tessuti neovascolari dall'intero tessuto gliomico è il passo chiave per un'analisi accurata della proteomica quantitativa dell'angiogenesi del glioma. La microdissezione a cattura laser (LCM)28,29,30,31 è un approccio efficace per isolare e purificare i tessuti neovascolari da interi tessuti gliomati. È molto difficile ottenere una quantità sufficiente di proteine tissulari neovascolari per la proteomica quantitativa. Nel 2007, un team di ricerca ha cercato di utilizzare la LCM per separare i tessuti neovascolari dal glioma di grado IV per l'analisi proteomica, identificando solo quattro proteine con MS32. Successivamente, nel 2012, hanno utilizzato continuamente la LCM per arricchire i tessuti neovascolari dei gliomi di grado IV per analisi proteomica quantitativa, che ha identificato solo 29 proteine con MS33. Questi due studi di proteomica sull'angiogenesi del glioma mostrano una portata proteomica molto bassa nell'angiogenesi del glioma, che non può rappresentare il complesso paesaggio proteomo dell'angiogenesi del glioma.
Questo protocollo sviluppò una procedura che consente l'acquisizione di quantità sufficienti di proteine neovascolari per l'analisi proteomica quantitativa dell'angiogenesi del glioma, costruendo così un paesaggio proteomico su larga scala dell'angiogenesi tumorale. Questo ha un valore scientifico significativo per la scoperta di biomarcatori efficaci basati sull'angiogenesi e bersagli/farmaci terapeutici anti-angiogenesi.