Gliomalar, glial hücrelerden kaynaklanan venöron 1'e yapısal ve metabolik destek sağlayan yüksek derecede heterojen merkezi sinir sistemi (MSS) tümörleridir ve histolojik olarak alt tiplere ayrılırlar: astrositomalar, oligodendrogliomalar ve ependimomalar2. WHO derecelendirme sistemine göre, glioma dereceleri I ve II, düşük dereceli gliomlardır (LGG) ve genellikle yavaş büyüme hızları ve potansiyel uzun vadeli stabiliteyle karakterize edilir ve genellikle anatomik konuma göre cerrahi rezeksiyona uygundur. Buna karşılık, derece III ve IV yüksek dereceli gliomalardır (HGG), ağırlıklı olarak farklılaşmamış ve kötü niyetli, yüksek invaziv davranışa ve kötüprognoza sahip 3. Mevcut tedaviler sınırlı ve büyük ölçüde etkisiz hale gelmektedir; Ameliyat sonrası radyoterapi/kemoterapi ile birlikte maksimum güvenli rezeksiyon, prognozu orta derecede iyileştirirken, tümörlerin yayılan infiltratif büyümesi ve belirsiz sınırları nedeniyle radikal rezeksiyonu önleyen belirsiz sınırlar nedeniyle önemli sınırlamalar ve toksisiteler devam etmektedir 4,5. İnsan gliomaları, özellikle yüksek derecelerde glioma, yüksek damarlı kötü huylu tümörlerdir ve büyüme, çoğalma ve invazasyonları anormal neovaskülerleşmelerine büyük ölçüde bağlıdır; bu da gliomamalignitesinin kritik bir özelliğidir 6,7. Hedefleme tümörü anjiyogenez çalışması, terapötik atılımlar açısından önemli bilimsel avantajlara sahiptir.
Anjiyogenez, temel olarak endotel hücre çoğalması, göçü ve belirli uyaranlar altında farklılaşmayı içerir; araştırmalar şu düzenleyicilere odaklanır: (i) indüktörler, damar endotel büyüme faktörü (VEGF)8, vasorin (VASN)9, hipoksi indükleyici faktör 1 (HIF1)10, dönüşüm büyüme faktörü β (TGF-β)11, endokan12, trombositten teşrelenen büyüme faktörü (PDGF)13 ve epidermal büyüme faktörü (EGF)14 dahil olmak üzere indüktörler; ve (ii) inhibitörler; bunlar arasında anjiyostatin15, endostatin16, trombosit aktive edici faktör reseptörü-1 (TSP-1)17 ve metalloproteinazların doku inhibitörleri (TIMP'ler)18 bulunur. Faz I/II/III beyin tümörü klinik denemelerinde, çoğu anti-anjiojenik ilac, anjiyogenezdeki merkezi rolü nedeniyle VEGF sinyalini hedef alır; örneğin, VEGF blokajı 19,20,21 ile neovaskülarizasasyonu engelleyen monoklonal bir antikor olan bevacizumab örneğidir. Ancak, son faz II/III çalışmalar, bevacizumab ve lomustine ile lomustin alan ileri glioblastoma hastalarında yalnızca lomustine kıyasla anlamlı genel sağlıkta anlamlı bir faydagöstermedi 19,20,21,22. Kritik olarak, anti-VEGF tedavi damar anormalliklerini iyileştirir ancak doğrudan tümör sitotoksisitesi olmadan sadece anjiyogenezi bastırır ve tedavi direnci artırabilir. Sonuç olarak, tek bir veya birkaç anjiyojenik düzenleyiciyi hedef almak radikal bir tedavi sağlamaz; Etkili stratejiler, anjiyogenezin eşzamanlı baskılanmasını ve tümör istilası ile metastazı vasküler yollarla bloke edilmesini gerektirir. Gliomlardaki proteinlerin tanısal ve prognostik değeri iyi bilinmektedir, ancak malign glioma tedavisinde on yıllar içinde sınırlı ilerleme kaydedilmiştir.
Proteomik, biyolojik örneklerdeki tüm proteinleri, ifade profilleri, translasyon sonrası modifikasyonlar (PTM) ve etkileşimler dahil olmak üzere, kütle spektrometrisi (MS) tabanlı tekniklerle, üstten aşağı (TDP) ve aşağıdan yukarıya (BUP) yaklaşımlar dahil olmak üzere küresel olarak analiz edebilir. Yüksek verimli MS, her koşuda on binlerce proteinin tanımlanmasını sağlar; bu da tümör mekanizmalarının incelenmesi ve terapötik hedef tanımlaması için vazgeçilmezdir. Protein bolluğu ve PTM'leri, glioma dokularında ve kan ve türevleri 23,24,25, beyin omurilik sıvısı 26 ve idrar 27 gibi sıvı biyopsilerde tanımlanabilir. Tümör damar sisteminde anormal protein ekspresyonları ve PTM'ler patolojik damar değişikliklerini tetikler. Glioma neovaskülerizasyonundaki protein değişiklikleri, glioma neovaskülerizasyonunun güvenilir proteomik profillenmesi için protokol geliştirilmesini sağlayan proteomik ile tanımlanabilir.
Ancak, neovasküler dokular tüm glioma dokularındaki bileşenlerden sadece biridir. Tüm glioma dokularından neovasküler dokuların izolasyonu ve saflaştırılması, glioma anjiyogenezisinin doğru nicel proteomik analizi için kilit adımdır. Lazerle yakalanan mikrodiseksiyon (LCM)28,29,30,31, tüm glioma dokularından neovasküler dokuları izole etmek ve saflaştırmak için etkili bir yaklaşımdır. Nicel proteomik için yeterli miktarda neovasküler doku proteini elde etmek çok zordur. 2007 yılında bir araştırma ekibi, proteomik analizi için neovasküler dokuları derece IV gliomadan ayırmak amacıyla LCM kullanmaya çalıştı ve sadece dört MS32 proteini tespit edildi. Daha sonra, 2012'de, LCM'yi sürekli olarak IV. derece glioma neovasküler dokularını nicel proteomik analizi için zenginleştirmek için kullandılar; bu da MS33 ile yalnızca 29 proteini tespit etti. Bu iki glioma anjiyogenezi proteomik çalışması, glioma anjiyogenezinde çok düşük proteomik verimlilik göstermektedir; bu da glioma anjiyogenezinin karmaşık proteomik manzarasını temsil edemez.
Bu protokol, glioma anjiyogenezinin nicel proteomik analizi için yeterli miktarda neovasküler protein edinmesini sağlayan bir prosedür geliştirmiş ve böylece tümör anjiyogenezi için büyük ölçekli bir proteomik manzara oluşturulmuştur. Bu, etkili anjiyojenez tabanlı biyobelirteçler ve anti-anjiyogenez tedavi hedefleri/ilaçlarının keşfi açısından önemli bilimsel bir değere sahiptir.